虛擬阻抗的無電壓傳感器并網逆變器控制

艾永樂，潘智航，杜明珠，李港星

(河南理工大學 a.電工電子實驗中心；b.電氣工程與自動化學院，河南 焦作 454150)

近年來，隨著新能源發電技術的不斷發展，能源危機和環境問題得到了緩解。新能源發電正朝著規模化和產業化的方向發展，其裝機容量在電力系統中所占比例越來越高[1-3]。并網逆變器作為新能源發電系統與電網之間連接的關鍵部分，其穩定性直接影響到新能源發電并網系統的可靠性[4]。雖然逆變器具有一定的靈活性和可控性，但是并網逆變器主電路是由電力電子器件組成，在運行時易產生諧波，并且在并網時需要電壓傳感器提供同步信號。

在早期主要是通過在逆變器輸出端添加接口電感或LC(LC, inductance capacitance)低通濾波器進行濾波，并提供理想的電壓同步點[5]。為了達到更好的濾波效果，有不少學者對濾波器的結構進行了改進，目前主要使用LCL(LCL, inductance capacitance inductance)型和LLCL(LLCL, inductance inductance capacitance inductance)型濾波器，其中LCL型濾波器在并網逆變器中具有更好的濾波性能與穩定性，而LLCL型濾波器更多時間用于單相并網逆變器[6-7]。但是，濾波器會給系統增加額外的體積和功率損耗。隨后，又有學者提出了無電壓傳感器的控制策略，文獻[8]采用基于積分諧振電流控制的電網電壓估計器，可以在無電壓傳感器的情況下來重構電網電壓。但系統中的LCL濾波器會增加額外的體積。文獻[9]研究了基于模型預測控制的無電壓傳感器控制策略，但每個控制周期僅采用一個電壓矢量作用，會產生較大電流諧波。在此基礎上，文獻[10]提出一種基于改進型滑模觀測器的電網電壓在線觀測方法，以實現無電網電壓傳感器控制。……