单相光伏并网逆变器直流注入问题的成因和抑制

iL(N -i -19)…iL(i +20) =-iL(N -i) 带入式(3)即得iε =0 .当iL(t) 中含有直流分量idc 时，iε≠ 0 ,其值的大小代表iL(t)中含直流分量的多少，iε(t)的值越大说明所含直流分量的值也越大。在无差拍电流控制环中，将iε(t)乘上一个比例系数KI作为一个负反馈补偿。KI的大小与电路结构有着密切的关系，需要根据实际情况恰当的选择KI,以实现快速且稳定的直流抑制。

　　2.2.3 仿真分析

　　为了验证理论分析和直流抑制控制方法的有效性，在Matlab/Simulink 环境下进行时域仿真，图5为时域仿真搭建的电路模型。

　　图5 基于无差拍直流抑制控制方法仿真时域模型

　　直流母线电压为380 V，系统开关频率设置为10 kHz,滤波电感40 mH,滤波电容850 μF，并网电流幅值为设置为20 A。为了让仿真效果更明显，这里假设电流与电压测量电路存在5%的输出失调，并网电流波形仿真效果如图6所示。

　　图6 并网电流波形

　　图6中初始时刻并网电流存在一定量的直流电流，经过闭环补偿环节不断调节，在0.15 s时刻后，直流分量得到充分抑制。为了更直观地分析并网电流直流分量的变化情况，这里用Simulink/Fourier模块对并网电流波形进行傅里叶分析，提取其直流分量，如图7所示。分析可知0.15 s 后直流分量仅有0.02 A，为额定电流的0.12%。直流分量逐步被抑制，调节速度快且稳态响应好。

　　图7 抑制后并网电流FFT分析提取直流分量

　　图8为并网电压与电流的仿真波形，可以看出基于无差拍控制算法下所补偿的直流抑制环节达到了很好的效果，且不影响无差拍控制本身良好的动态性能和稳定性。

　　图8 并网电压与电流波形

　　3 结语

　　本文提出一种简单有效的偏移型直流抑制算法，其具有简单、快速、有效、实用等特点。根据实际工程应用提出的电流环补偿方法只需要占用少量的芯片资源而无需增加额外的硬件设施，可以广泛的用于数字化的控制算法中。同时对非线性的直流注入做了具体分析，并定量地给出了元器件的非线性对直流注入的影响，为测量元器件的选择提供了非线性指标的参考。仿真结果表明，基于无差拍控制基础上的电流补偿环节可以有效地抑制直流电流的注入。