三相光伏并网逆变器直流注入抑制策略

3 仿真研究
为了验证理论分析和控制方案的正确性，在Matlab／Simulink环境下进行时域仿真研究。系统参数设置：电网电压380 V／50 Hz，直流母线电压700 V，系统开关频率16 kHz，滤波电感6 mH，并网电流幅值10 A，虚拟电容值500μF，在a相参考电流中加入1 A直流，仿真结果如图5所示。

由图5a可见，与理论分析一致，a相中直流注入引发b，c相并网电流中出现直流分量。由图5b可见，将单相光伏系统虚拟电容概念直接引入后，直流注入现象依然存在。由图5c可见，采用提出的基于虚拟电容的解耦控制方案后，初始时刻并网电流中存在一定的直流分量，经闭环调节40 ms后直流注入得到有效抑制。由图5d可见，采用提出的α，β坐标系控制方案后，稳态时并网电流中不含直流分量，从而实现了有效的直流注入抑制。
对3种控制方案进行性能对比，方案2，3的直流抑制能力能力好，方案1的直流抑制能力差；方案1，2控制结构复杂，方案3控制结构简单。结果表明，方案3不仅控制结构简单易于实现，同时具有较好的直流注入抑制能力。

4 实验结果
对方案3的有效性进行实验验证，系统主电路如图1所示，其中直流侧电压250 V由直流稳压电源提供，交流侧通过3 kVA变压器接至三相
电网，变压器变比为380：120，滤波电感3 mH，开关频率10 kHz，并网电流幅值5 A，虚拟电容值500μF，在a相参考电流中加入1 A直流分量，系统控制策略采用TMS320F2812型DSP实现，DSP工作频率150 MHz。

图6示出实验结果，与理论分析一致，a相中1 A直流注入将导致b，c相并网电流中分别出现0．5 A的直流分量，如图6a所示。采用所提出的控制方案3后的实验结果如图6b所示，可见，稳态时并网电流中基本不含直流分量，从而实现了直流注入的有效抑制。

5 结论
针对直流注入抑制问题，通过理论分析、仿真和实验得出结论：①与单相光伏系统不同，三相光伏系统中任意一相直流注入将会引发其他相电流中出现直流分量；②将单相系统虚拟电容控制策略直接引入三相同步旋转坐标系控制系统并不能有效抑制直流注入；③基于虚拟电容解耦的同步转坐标系控制方案可以有效抑制直流注入，但控制结构较为复杂；④基于虚拟电容的α，β坐标系控制方案不仅可以实现直流注入的有效抑制，还具有原理简单、易于实现等特点，具有一定工程应用价值。