光伏并网微型逆变器中功率解耦技术概述

第２期　２０１２年３月　电　源　学　报　Ｎｏ．２　Ｍａｒ．２０１２　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　光伏并网微型逆变器中功率解耦技术概述　李朵，蒋晨，陈敏，钱照明　（浙江大学电气工程学院，杭州３１００２７）　摘要：在光伏并网微型逆变器中，输出功率舍有两倍工频的功率脉动，而光伏组件根据ＭＰＰＴ算法控制输出为　恒定的功率．这两者的瞬时功率不平衡通常由并联在光伏组件两瑞的大电解电容来解决。然而电解电容寿命有限，　远低于光伏纽件的寿命要求．成为影响微型逆变器寿命和稳定性的决定性因素。回顾了国内外应用于光伏并网微型　逆变器中的功率解耦技术，进行分类介绍并列举了不同的电路拓扑及控制方法，最后对其进行比较并指出各种方法　的优缺点。　关键词：光伏；微型逆变器：功率解耦　中图分类号：ＴＭ６１５　文献标志码：　文章编号：２０９５—２８０５（２０１２）０２—００５７—０６　引言　微型逆变器具有能量利用率高、可扩展性好、　安装成本低、易于维护等优点，也发展为光伏并网　发电系统的热点【ｌＩ２】。微型逆变器通常安装在光伏组　件（ＰＶ　ｐａｎｅｌｓ）的背面，或者与单个光伏组件集成为　“ＡＣ模块”（ＡＣ—Ｍｏｄｕｌｅ），这就希望逆变器能具有与　使得所需的电容容量大大减小，从而使用小容量、　长寿命的电容如薄膜电容，来替代电解电容，以支　撑逆变器的整体使用寿命。　１功率解耦的原理　在微型逆变器系统中．在一定的温度和光照条　太阳能电池板相匹配的寿命。　众所周知，光伏组件在每一光照和稳定条件下　都会产生特定的功率，而传输到电网的瞬时功率却　件下，光伏组件输出恒定的功率，Ｐ删，记为：　＝Ｖ？ｘＩ？　（１）　其中　和　分别为光伏组件的输出电压和　含有两倍工频的功率脉动。这是单相并网逆变器中　普遍存在的瞬时功率不匹配的现象。通常，将大容　量的电解电容并联在光伏组件两侧，用于平缓逆变　器输入电压和平衡逆变器的瞬时输人输出功率，也　电流。注人电网的正弦电流为　。　（　），电网电压为　（　），则逆变器的瞬时输出功率ｐ　（　）为：　）＝　ｓｉｎ（ｅ．ｏｔ）　ｉｏ￣（ｔ）＝Ｉｏ　ｓｉｎ（ｔｏｔ）　ｐｄｃ（￡）　（￡）　ｉ（￡）：　厶　（２）　（３）　ｃ。ｓ（　￡）（４）　就是功率解耦。然而电解电容的寿命在１０５℃的工　作条件下只有１　０００～７　０００　ｈ，这远远低于光伏组　件的使用寿命【ｌ　ＩＩ。因此，电解电容极大地缩短了逆　一　二　其中∞为电网的角频率。考虑到单位功率因数　的要求，令注入电流与电网电压相位相同。　在理想无损耗的情况下，输出功率Ｐ。　（ｔ）的平　变器系统的整体寿命，也降低了光伏并网系统的可　靠性。　如今，国内外研究发展了多种功率解耦技术，　收稿日期：２０１ｌ—ｌ２—１４　作者简介：李朵（１９８７一），女，浙江大学硕士生，研究方向为光伏发电　技术。　均值也是恒定的，并且等于光伏组件的输出功率。　这样ｐ　（￡）中的另一个分量，两倍工频的功率脉动　就是需要处理的解耦功率，Ｐ　（￡）＝　ｃｏｓ（￣ｔ）。通常，　电容被选为用作解耦元件。当　大于ｐ　（￡）时，ｐｄ（ｔ）　为正，超出的这部分功率存储在解耦电容中：而当　小于ｐ。　（￡）时，ｐｄ（￡）为负，解耦电容放电以补充输　钱照明（１９３９一），男，浙江大学教授，博士生导师．主要从　事电力电子技术、电磁兼容设计、电源技术等领域的研　究。　５８　电　源　出所需要的功率。解耦电容与解耦能量的关系为：　Ｄ　ＣＤ＝　（５）　其中　和ＡＶ分别为电容上的平均电压电压　纹波。可见，在一定的功率和电网频率下，解耦电容　的容值大小与电容电压平均值及电压纹波有关。如　果刻意增加电容电压平均值　和电容电压纹波　ＡＶ，那么电容容值会显著减小。当电容容值减小到　薄膜电容可以允许的范围内时，电解电容就可以被　长寿命的薄膜电容取代，消除了电解电容对逆变器　的寿命影响，提高系统的稳定性。　２功率解耦技术的分类　要实现功率解耦、降低电容容值的目的，目前　已发展出一些特殊的电路拓扑及控制方法，主要有　有源滤波（ＡＰＦ）法、解耦电路串联法、单级反激逆变　器变换法、多级逆变器解耦法、三端口解耦法等。　２－ｌ有源滤波（　’）法　有源滤波法是在光伏组件的输出侧并联解耦　电路。应用有源滤波技术，通过控制解耦电路注入　直流母线的电流在保证光伏组件输出电流的平滑　性的同时使逆变器输出所需的瞬时功率。一种应用　ｂｕｃｋ／ｂｏｏｓｔ双向变换器作为解耦电路的方法如图１　所示　，当　大于ｐａｃ（　）时，解耦电容充电，电路工　作在ｂｏｏｓｔ模式；而当　小于ｐ。　（ｆ）时，解耦电容放　电．电路工作在ｂｕｃｋ模式。在７０　Ｗ的样机上，解耦　电容的平均电压和电压纹波分别提高到４５　Ｖ和１０　Ｖ，解耦电容由原来的２．７８　ｍＦ降低到５００　Ｆ。其优　点是解耦电路与逆变器电路分开工作，互不影响。　但是．若使用薄膜电容需要将容值进一步降低，为　保证解耦电路正常＿Ｔ作，从交流输出侧引入一个工　图１　ＣＰＳ—ＰＡＦ拓扑Ｉ　Ｉ　学　报　总第４０期　频变压器给解耦电路提高能量，这样必然会对逆变　器输出的交流电流质量受到影响。　２－２解耦电路串联法　解耦电路与光伏组件串联，不仅可以实现功率　解耦的目的，控制方法较简单，同时光伏并网逆变　器中的ＭＰＰＴ功能也可以由解耦电路完成。图２为　ＺＥＰＩＣ电路与反激逆变器串联的拓扑＿５】，可以将其　视为两级电路，光伏组件输出的功率先经过ＤＣ级　的功率解耦，再经过逆变器输出到电网。通过ＤＣ变　换器，可以将解耦电容上的平均电压和电压纹波加　大，从而减小电容容值。文献『６１提出了ｂｕｃｋ—ｂｏｏｓｔ　电路与反激逆变器串联的拓扑，除解耦外，ｂｕｃｋ—　ｂｏｏｓｔ电路还用于实现ＭＰＰＴ功能。　ＰｏｗｃｒＤｃｃｏｕｐｌｉｎｇ（｛ｒｃｕｉｔ　舭　图２解耦电路串联法应用拓扑６ｐ　Ｊ　２．３单级反激逆变器变换法　基于单级反激逆变器开发出的解耦技术大都　是在光伏组件输出侧的解耦。在传统单级式反激逆　变器原边加入解耦电路．结合控制方法，既能完成　传统光伏并网逆变器的功能，还能减小解耦电容所　需的容值。图３为日本东京都立大学提出的带功率　解耦电路的反激型光伏并网逆变器　，在１００　Ｗ的　样机中，解耦电容仅需４０　Ｆ。此拓扑中，每个开关　周期光伏组件输出相同的功率给原边励磁电感充　磁．再通过励磁电感存储到解耦电容中，随后解耦　电容再按正弦电流基准给励磁电感反向充磁，最后　能量传递到副边直至电网。文献【８】提｝｝１一种改进后　的反激逆变器，“双管反激变换器”的引入实现了漏　感能量吸收。这两个拓扑中，解耦电路的控制方法　都比较简单。但都存在二次充磁的问题，即光伏组　件输出的能量先存储在解耦电容中，再输ｆｆＩ至电　网．解耦电容上处理了光伏组件输　的全部能量，　会降低逆变器效率，二者效率分别为７０％和８６．７％。　文献『９］中提出的反激逆变器，在原边增加了一组辅　助绕组，这样解耦电路只需要处理脉动的功率，但　第２期　李朵，等：光伏并网微型逆变器中功率解耦技术概述　５９　是效率仍然不高。　Ｊ　曲　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｅｃｏｕｐｌｉｏｇ　Ｃｌ　ｒｅｏｉｔ　－Ｖ（Ｉ　】ｌ　—　　Ｉ镯Ｉ　图５直流母线上的解耦应用拓扑ｌ】ＪＪ　２．５三靖口解耦法　三端口解耦方法中。三个端口分别用来处理的　ＭＰＰＴ，完成ＤＣ／ＡＣ的逆变，实现功率解耦。一个典　型的三端口网络如图６所示ｌｌ２１，反激变压器含有两　个输出绕组　和￡，，￡　的输出经过滤波和全桥工频　图３单级反激逆变器变换法应用拓扑１Ｉ『＿　逆变至电网，　。与一个全桥电路构成解耦电路。在　图４　Ｅ￣ｏｌ为另一种基于反激逆变器的解耦电路，　此拓扑中．光伏组件先输出恒定的能量给原边励磁　当逆变器输入功率大于输出功率时，解耦电容通过　电感，当　大于ｐ。　（￡）时，电网所需的功率由Ｌ：输　变压器原边励磁电感充电，当逆变器输入功率大于　出，其余的能量则通过Ｌ，储存在解耦电容Ｃ。中；当　输出功率时，解耦电容放电给励磁电感补充能量。　尸删小于ｐａ　ｃ　）时，原边励磁电感的能量全部传递到　该拓扑所用元件少。且一定程度上解决了漏感吸收　副边，解耦电容也要释放能量以补充负载的需要。　的问题．但是为满足光伏组件输出电流平均值的平　解耦电路采用全桥变换器满足了解耦电容上能量　滑性，原边电流的峰值基准计算复杂，在控制上较　双向传输的需要。文献［１３】、『ｌ４】也分别提出了应用　难实现。　三端口网路解耦的光伏并网微型逆变器拓扑及控　２．４多级逆变器解耦法　在多级微型逆变器中．可以将解耦电容并联在　ＤＣ母线上。ＤＣ母线上电压可以很高，也允许较大　图６三端口网络解耦应用拓扑㈦　的纹波，使减小解耦电容容值更为方便。一种三级　结构的光伏并网微型逆变器如图５所示…１，由移相　３比较与讨论　全桥电路、ｂｕｃｋ电路及全桥逆变器组成。移相全桥　电路将光伏组件的输出电压升高至４７５　Ｖ，ｂｕｃｋ电　上述几类解耦方法在电路拓扑及控制方法上　路产生正弦半波电流．最后进行工频逆变产生正弦　各有利弊，表１对这些解耦方法的应用拓扑从样机　电流注人电网。值得注意的是。母线前后两个不同　功率、解耦电容容值、效率、结构、控制方法的难易　的电路分别控制输入功率和输　功率。若功率不平　程度等进行了比较。有源滤波法结构简单，控制简　衡将会使电容电压无限升高造成永久性破坏．所以　单，但解耦电容容值减小不多；解耦电路串联法中，　两个电路在功率控制上需要很好的同步，以保证能　解耦电路的控制较独立，容易实现，但是光伏组件　量守恒和稳定的母线电压　输出的所有功率都会经过解耦电路，这会增加损耗　电　源　学　报　总第４０期　和开关管的电压电流应力；单级反激逆变器变换法　需要进行修正，以减小影响；三端１５解耦法中，解耦　所用元件少，电容电压较低，各开关管电压应力小．　电路与光伏组件隔离，在解耦电容上的大电压纹波　但解耦电路与光伏组件不隔离，在控制方法的设计　不会影响光伏组件的输出特性，利用变压器变比使　上需要考虑减少解耦电路对光伏组件输出特性的　电容电压及电压纹波有很大的提高，电容更小。但　影响，所以控制较复杂；多级逆变器解耦法中．通过　电路中开关管的电压应力也进一步增大．会引起损　一级ＤＣ／ＤＣ将直流母线电压升高，从而使降低电容　耗增加，且考虑到隔离的因素，副边开关管的控制　更加方便，但母线高电压以及电压纹波会引起的逆　也会比较复杂。　变器输出电流的畸变，所以在逆变器的控制方法上　此外在功率因数校正（ＰＦＣ）应用中．同样存在　表１不同解耦技术的比较　功率解耦的问题。所不同的是ＰＦＣ中输入功率为两　４结论　倍工频的正弦脉动．而输出功率恒定，所以解耦电　容通常位于输出端。文献［１５］、［１６】中提出了在正弦　在光伏并网微型逆变器中．为平衡输入输出瞬　电流基准中注入三次谐波的方法以减小解耦电容。　时功率，解耦元件必不可少。传统方法中应用大容　通过注入三次谐波电流分量，使得功率脉动也含有　量电解电容作为解耦元件虽简单，但严重制约了微　三次工频的分量．减小了脉动功率的能量，所以需　型逆变器的使用寿命。应用功率解耦技术减小解耦　要的储能电容也减小了。这种独特的方法不局限于　电容的容值，就可以用长寿命的薄膜电容替代解耦　提高电容电压，而直接从能量入手，是一种非常新　电容，从而延长逆变器的寿命，也增强了系统的可　颖的解耦技术，可以考虑在逆变器电路中应用。谐　靠性　本文回顾了在光伏并网微型逆变器中使用的　波注入可能会影响到逆变器输出的电流质量、总谐　功率解耦技术，对每种类型的解耦技术列举了应用　波失真度（ＴＨＤ）和功率因数，所以实际应用还有待　实例加以说明并比较总结。每种解耦技术在成本、　研究　效率及控制复杂度上均各有利弊，在使用过程中也　第２期　李朵．等：光伏并网微型逆变器中功率解耦技术概述　（５）：１２６４—１２７２．　需要综合考虑。讨论结果将有助于未来对光伏并网　微型逆变器中功率解耦技术的进一步研究。　［８】Ｓ　Ｂ　Ｋｊａｅｒ，Ｆ　Ｂｌａａｂｊｅｒｇ．Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｓｉｎｇｌｅ　ｐｈａｓｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｆｏｒ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ｉｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃ—　ｔｒｏｎｉｃｓ　Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００３，３：１１８３－１１９０．　参考文献：　【９】Ｔ　Ｈｉｒａｏ，Ｔ　Ｓｈｉｍｉｚｕ，Ｍ　Ｉｓｈｉｋａｗａ，Ｋ　Ｙａｓｕｉ．Ａ　ｍｏｄｉｉｆｅｄ　【１】Ｓ　Ｂ　Ｋｊａｅｒ，Ｊ　Ｋ　Ｐｅｄｅｒｓｅｎ，Ｆ　Ｂｌａａｂｊｅｒｇ．Ａ　ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ—　ｐｈａｓｅ　ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｉｅｄ　ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ　ｍｏｄｕｌｅｓ．　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．Ｏｈ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００５，４１（５）：１２９２—　１３０６．　【２】Ｈｕ　Ｈａｉｂｉｎｇ，Ｓ　Ｈａｒｂ，Ｎ　Ｋｕｔｋｕｔ，Ｉ　Ｂａｔａｒｓｅｈ，Ｚ　Ｊ　Ｓｈｅｎ．Ｐｏｗ—　ｅｒ　ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｆｏｒ　ｍｉｃｒｏ——ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ　ｉｎ　ＰＶ　ｓｙｓ・・　ｔｅｍｓ－ａ　ｒｅｖｉｅｗ．ｉｎ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｎｇｒｅｓｓ　ａｎｄ　Ｅｘｐｏｓｉ—　ｔｉｏｎ（ＥＣＣＥ），２０１０　ＩＥＥＥ，ｖｏ１．，ｎｏ．，ＰＰ．３２３５－３２４０，１２－１６，　Ｓｅｐｔ．２０１０．　【３】Ａ　Ｃ　Ｋｙｒｉｔｓｉｓ，Ｎ　Ｐ　Ｐａｐａｎｉｋｏｌａｏｕ，Ｅ　Ｃ　Ｔａｔａｋｉｓ．Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｐｕｌｓａｔｉｏｎ　Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ　ＰａｒａＪｌｅｌ　Ａｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｔｅｒ　ｆｏｒ　ｓｉｎ—　ｇｌｅ　ｓｔａｇｅ　ｇｒｉｄ—ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ＡＣ－ＰＶ　ｍｏｄｕｌｅｓ．ｉｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃ－　ｔｒｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｍｏｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００８，ｖｏ１．，ｎｏ．，ＰＰ．　１２８７－１２９２，１－３　Ｓｅｐｔ．２００８．　［４】Ａ　Ｃ　Ｋｙｒｉｔｓｉｓ，Ｎ　Ｐ　Ｐａｐａｎｉｃｏｌａｏｕ，Ｅ　Ｃ　Ｔａｔａｋｉｓ．Ａ　ｈｏｖｅｌ　Ｐａｒ－　ａｌｌｅｌ　Ａｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｐｕｌｓａｔｉｏｎ　Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ　Ｏｈ　ｓｉｎ．　ｌｇｅ　ｓｔａｇｅ　ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ＡＣ－ＰＶ　ｍｏｄｕｌｅｓ．ｉｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃ－　ｔｒｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００７　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ，　ｖｏ１．，ｎｏ．，ＰＰ．１—１０，２－５　Ｓｅｐｔ．２００７．　【５】Ｇ　Ｈ　Ｔａｎ，Ｊ　Ｚ　Ｗａｎｇ，Ｙ　Ｃ　Ｊｉ．Ｓｏｆｔ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｌｆｙｂａｃｋ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｗｉｔｈ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｐｏｗｅｒ　ｄｅｅｏｕｐｌｉｎｇ　ｆｏｒ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ａｐｐｌｉｃａ－　ｔｉｏｎｓ．ｉｎ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ＩＥＴ，２００７，１（２）：２６４－　２７４．　［６】Ｚｈａｎｇ　Ｃｈａｏ，Ｈｅ　Ｘｉａｎｇｎｉｎｇ，Ｚｈａｏ　Ｄｅａｎ．Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ａ　ｎｏｖｅｌ　ｍｏｄｕｌｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ｗｉｔｈ　ｐｏｗｅｒ　ｐｕｌｓａ—　ｔｉｏｎ　ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｆｏｒ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ　Ｍａ－　ｃｈｉｎｅｓ　ａｎｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００８．ＩＣＥＭＳ　２００８．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｏｈ，ｖｏ１．，ｎｏ．，ｐｐ．２６３７－２６３９，１７－２０　Ｏｃｔ．２００８．　【７】Ｔ　Ｓｈｉｍｉｚｕ，Ｋ　Ｗａｄａ，Ｎ　Ｎａｋａｍｕｒａ．Ｆｌｙｂａｃｋ－Ｔｙｐｅ　Ｓｉｎｇｌｅ－　Ｐｈａｓｅ　Ｕｔｉｌｉｔｙ　Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒ　Ｗｉｔｈ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｕｌｓａｔｉｏｎ　Ｄｅ．　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＤＣ　Ｉｎｐｕｔ　ｆｏｒ　ａｎ　ＡＣ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　Ｍｏｄｕｌｅ　Ｓｙｓｔｅｍ．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００６，２１　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ａ　ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｗｉｔｈ　ｅｌｌ—　ｈａｎｃｅｄ　ｐｏｗｅｒ　ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｆｏｒ　ａ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ＡＣ　ｍｏｄｕｌｅ．ｉｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００５　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｃｏｎ－　ｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ，ｖｏ１．，ｎｏ．，ＰＰ．１０，２００５．　【１０】Ｓ　Ｈａｒｂ，Ｈｕ　Ｈａｉｂｉｎｇ，Ｎ　Ｋｕｔｋｕｔ，Ｉ　Ｂａｔａｒｓｅｈ，Ｚ　Ｊ　Ｓｈｅｎ．Ａ　ｔｈｒｅｅ－ｐｏｔｒ　Ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ（ＰＶ）ｍｉｃｒｏ－ｉｎｖｅｒｔｅｒ　ｗｉｔｈ　ｐｏｗｅｒ　ｄｅ—　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．ｉｎ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｃｏｎｆｅｒ—　ｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＡＰＥＣ），２０１　１　Ｔｗｅｎｔｙ－Ｓｉｘｔｈ　Ａｎｎｕａｌ　ＩＥＥＥ，ｖｏ１．，ｎｏ．，ＰＰ．２０３－２０８，６－ｌｌ　Ｍａｒｃｈ　２０１　１．　【ｌｌ】Ｃ　Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ，Ｇ　Ａ　Ｊ　Ａｍａｒａｔｕｎｇａ．Ｌｏｎｇ－Ｌｉｅｆｔｉｍｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｉｎ－　ｖｅｒｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ　ＡＣ　Ｍｏｄｕｌｅｓ．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　Ｏｈ　Ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００８，５５（７）：２５９３—２６０１．　【１２］Ｙａｏｗ－Ｍｉｎｇ　Ｃｈｅｎ，Ｃｈｅｉｎ－Ｙａｏ　Ｌｉａｏ．Ｔｈｒｅｅ－Ｐｏｔｒ　Ｆｌｙｂａｃｋ－　Ｔｙｐｅ　Ｓｉｎｇｌｅ－Ｐｈａｓｅ　Ｍｉｃｒｏ－Ｉｎｖｅｒｔｅｒ　Ｗｉｔｈ　Ａｃｔｉｖｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｅ－　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　Ｃｉｒｃｕｉｔ．ｉｎ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｎｇｒｅｓｓ　ａｎｄ　Ｅｘｐｏ—　ｓｉｔｉｏｎ（ＥＣＣＥ），２０１　ｌ　ＩＥＥＥ，ｖｏ１．，ｎｏ．，ＰＰ．５０１－５０６，１７－２２，　Ｓｅｐｔ．２０１１．　［１３】Ｐ　Ｔ　Ｋｒｅｉｎ，Ｒ　Ｓ　Ｂａｌｏｇ．Ｃｏｓｔ－Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　Ｈｕｎｄｒｅｄ－Ｙｅａｒ　Ｌｉｆｅ　ｏｆｒ　Ｓｉｎｇｌｅ－Ｐｈａｓｅ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ　ａｎｄ　Ｒｅｃｔｉｉｆｅｒｓ　ｉｎ　Ｓｏｌａｒ　ａｎｄ　ＬＥＤ　ｉＬｇｈｔｉｎｇ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｂａｓｅｄ　Ｏｈ　Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ　Ｒｅ—　ｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ａ　Ｒｉｐｐｌｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｏｒｔ．ｉｎ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ，２００９，ｖｏ１．，ｎｏ．，ＰＰ．　６２０－６２５，１５—１９　Ｆｅｂ．２００９　【１４】古俊银，吴红飞．一种主动能量解耦的光伏并网逆变器：　中国．２０１０１０１７３１３１．１ｉＰ］．　［１５］Ｌｉｎｌｉｎ　Ｇｕ，Ｘｉｎｂｏ　Ｒｕａｎ，Ｍｉｎｇ　Ｘｕ，Ｋａｉ　Ｙａｏ．Ｍｅａｎｓ　ｏｆ　Ｅ．　１ｉｍｉｎａｔｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｉｎ　ＡＣ／ＤＣ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｉｅｓ　ｏｆｒ　ＬＥＤ　Ｌｉｇｈｔｉｎｇｓ．Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　Ｏｈ，２００９，２４（５）：１３９９—１４０８．　【ｌ６】顾琳琳，阮新波，姚凯，徐明．采用谐波电流注入法减小　储能电容容值【Ｊ】＿电工技术学报，２０１０．　（下转第７１页）　第２期　赵文，等：有源电力滤波器自适应电网电流滞环控制　７１　【４】张竹，张代润，王超，等．有源电力滤波器定频滞环电流控制　新策略【Ｊ］．电力系统及其自动化学报，２０１０，２２（２）：８２－８５．　【５】张光烈，徐海利，韩学军，等．ＡＰＦ控制及检测电路实现方法　【８】戴训江，晁勤．光伏并网逆变器自适应电流滞环跟踪控制　的研究ｆＪ】．电力系统保护与控制，２０１０，３８（４）：２５—３０．　［９】Ｂｏｗｅｓ　Ｓ　Ｒ，Ｇｒｅｗａｌ　Ｓ．Ｎｏｖｅｌ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ　Ｂａｎｄ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｆｏｒ　Ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ【Ｊ］．ＩＥＥＰｒｏｃ　综述［Ｊ］．继电器，２００８，３６（２）：６９－７３．　［６】王冬平，陈树君，黄继强，等．基于有功能量平衡原理的并联　Ｅｌｅｃｔｒ　Ｐｏｗｅｒ　Ａｐｐｌ，２００１，１４８（１）：５１－６１．　【１０］邹晓，易灵芝，张明和，等．光伏并网逆变器的定频滞环　电流控制新方法【Ｊ】．电力自动化设备，２００８，２８（４）：５８～　６２．　型有源滤波器的控制方法【Ｊ］．电工技术学报，２００４，１９（２）：　８９～９２．　【７】阮立飞，张万峰，叶生．三相并联有源滤波器的控制策略研　究［Ｊ］．电气传动，２００１，（３）：９－１２．　Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ　Ｇｒｉｄ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ａｃｔｉｖｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｆｉｌｔｅｒ　ｗｉｔｈ　Ｓｅｌｆ－ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ＺＨＡＯ　Ｗｅｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｄａｉ－ｒｕｎ．ＷＵ　Ｄｉ　（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　Ｓｉｃｈｕａｎ　６１００６５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｎｏｖｅｌ　ｓｅｌｆ－ａｄａｐｔｉｖｅ　ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ鲥ｄ　ｃｕ￣ｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｂａｌａｎｃｅ　ｔｈｅｏｒｙ　ｆｏｒ　ｔｈｒｅｅ—　ｐｈａｓｅ　ａｎｄ　ｆｏｕｒ—ｗｉｒｅ　ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆｉｌｔｅｒ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ　ｂａｎｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｌｙ　ｖｏｌｔａｇｅｌｏａｄ　，ｖｏｌｔａｇｅ　ａｎｄ　ｓｌｏｐｅ　ｏｆ　ｇｒｉｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｗａｖｅ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｔｈｅ　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｓａｂｌｔｅＴｈｅ　ｇｒｉｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｗｏｕｌｄ　ｋｅｅｐ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｗｈｅｎ　．ｔｈｅ　ｌｏａｄ　ｃｈａｎｇｅｓ．Ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ａｂｓｏｌｕｔｅｌｙ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｃｕｒｒｅｎｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ａｎｄ　ｆｏｕｒ—ｗｉｒｅ　ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆｉｌｔｅｒ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｗｉｔｈ　ｓｅｌｆ－ａｄａｐｔｉｖｅ　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｗａｓ　ｖｅｒｉｉｆｅｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｆｅａｓｉｂｌｅ　ｂｙ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　Ｍａｔｌａｂ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｂａｌｎｃｅ　ｔａｈｅｏｒｙ；ｓｅｌｆ－ａｄａｐｔｉｖｅ　ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ　ｇｒｉｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ；ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ａｎｄ　ｆｏｕｒ—ｗｉｒｅ　ａｃｔｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆｉｌｔｅｒ　（上接第６１页）　Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｆｏｒ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　Ｍｉｃｒｏ・－－ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ　ＬＩ　Ｄｕｏ，ＪＩＡＮＧ　Ｃｈｅｎ，ＣＨＥＮ　Ｍｉｎ，ＱＩＡＮ　Ｚｈａｏ—ｍｉｎｇ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　３　１００２７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｐｈｏｔｏｖｏｌａｔｉｃ（ｐｖ）ｇｒｉｄ—ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｍｉｃｒｏ—ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ，ｔｈｅ　ｏｕｔｐｕｔ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｎｔａｉｎｓ　ｐｕｌｓａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｗｉｃｅ　ｇｒｉｄ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｉｎｐｕｔ　ｐｏｗｅｒ　ｉｓ　ｃｏｎｓｔａｎｔ．Ｕｓｕａｌｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ　ｐａｒａｌｌｅｌｅｄ　ｔｏ　ＰＶ　ｐａｎｅｌ　ａｒｅ　ｅｍｐｌｏｙｅｄ　ｔｏ　，ｓｍｏｏｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｐｕｔ　ｖｏｌａｔｇｅ　ａｎｄ　ｂａｌａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ　ｉｎｐｕｔ　ａｎｄ　ｏｕｔｐｕｔ　ｐｏｗｅｒ　ｍｉｓｍａｔｃｈｉｎｇ（ｐｏｗｅｒ　ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）．Ｎｅｖｅｒｔｈｅｌｅｓｓ，ｔｈｅ　ｌｉｆｅ—ｓｐａｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ　ｉｓ　ｔｏｏ　ｓｈｏｒｔ　ｔｏ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＰＶ　ｐａｎｅｌｓｗｈｉｃｈ　ｂｅｃｏｍｅ　ｔｈｅ　ｃＨ．１Ｃｉａ１　ｆａｃｔｏｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　．ｌｉｆｅ—ｓｐａｎ　ａｎｄ　ｓａｂｉｔｌｉｙ　ｏｆ　ｔｍｉｃｒｏ—ｉｎｖｅｒｔｅｒｓＡ　ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｍｉｃｒｏ—ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ　ｉｎ　ＰＶ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　Ｄｒｅｓｅｎｔｅｄ．．　Ｔｈｅｓｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｗｅｒｅ　ｃａｔｅｇｏｒｉｚｅｄ　ａｎｄ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｓｅｐａｒａｔｅｌｙＦｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．　．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ；ｍｉｃｒｏ—ｉｎｖｅｒｔｅｒ；ｐｏｗｅｒ　ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ