摘要：  光伏并网发电系统是光伏发电系统的趋势，光伏并网逆变器作为光伏并网发电系统中的重要能量变换装置。分析了三相光伏并网逆变器的基本原理，并对光伏并网逆变器控制系统进行了设计。

关键字：  光伏并网发电系统，  三相光伏并网逆变器，  

光伏并网发电系统是光伏发电系统的趋势，光伏并网逆变器作为光伏并网发电系统中的重要能量变换装置。分析了三相光伏并网逆变器的基本原理，并对光伏并网逆变器控制系统进行了设计。根据所提出的控制策略，研制了一台10kW光伏并网逆变器样机。联调硬件和软件电路，对实验数据和波形进行分析，修改调整相应设计参数，实现系统的设计和控制目标。通过实验验证了理论分析的正确性和系统控制器设计的合理性。　　　

1 引言　　每年太阳辐射到地球表面的能量为5.4×1024J，如果能够规模化开发和利用，这能缓解电力紧张、减轻环境污染。近年来，太阳能发电技术已经取得长足的进步，已经由独立发电系统向并网发电系统转变。光伏并网发电系统不仅可以提供稳定、高效、高质量的绿色能源，其规模化既可以减轻环境污染的压力，又可以缓解能源危机，满足能源需求的可持续发展。并网逆变器是并网光伏发电系统的核心装置，国外的并网逆变器研制技术已经成熟，产品功率等级从几千瓦至几百千瓦已形成系列化，我国对并网逆变器的研究已进行多年，但在并网逆变器关键技术研究与关键设备的研制方面还有待深入。分析了三相光伏并网逆变器的基本原理，并对光伏并网逆变器控制系统进行了设计。根据所提出的控制策略，研制了一台10kW光伏并网逆变器样机并进行了并网试验。　　

2.三相光伏逆变器的建模　　三相光伏并网逆变器结构主电路如图1所示：

　　图1 三相光伏逆变器主电路　　由图1可得控制系统的两相旋转dq坐标系下三相逆变器的数学模型为：

　　3.三相光伏逆变器控制系统结构　　图2为光伏逆变器控制系统结构。对于已解耦的等效电路，通过电流内环解耦控制，网侧光伏逆变器的输出电流与电网电压的频率始终一致，在电网正常运行时，为了实现保持输出功率因数为1，无功功率Q*=0。电流内环控制依然采用基于旋转dq坐标轴的前馈解耦控制，采用PI比例积分调节器作为电流环的控制器。其解耦算式为：

　　4.DPLL数字锁相环　　设交流电网电压un 和逆变器的输出电压uc 分别为：

　　5.控制软件设计　　图4为光伏并网逆变器控制软件流程图。逆变器软件程序设计的主要功能包括：初始化事件管理器EPWM，包括设置定时器单元、比较单元、捕获单元、AD转换器、PWM通道、I/O输出输入设置，初始化各个控制模块参数;设置可用中断，进行三相交流电网电压和逆变器输入电网电流的采样，以及计算当前输入电网的有功、无功PQ功率，不断循环运行，PI调节等。

　　6. 实验研究　　根据上述设计研制了一台10kW 光伏并网逆变器，系统的实验结果如图 5所示。图5a 为10kW三相光伏并网逆变器，并网电流为15.245，电流畸变率为1.1%，功率因数为1，最大效率为95%，满足国家标准要求。图5可以看出A 相并网电流能够实现和A 相电网电压同频同相，三相并网逆变器的输出电流波形良好。　　

7结论　　阐述了光伏逆变器的数学建模和控制设计，依据设计的方案研制了一台10kW三相光伏并网逆变器，通过实验结果表明了控制策略能够达到设计要求。通过实验验证了理论分析的正确性和系统控制器设计的合理性。