【摘 要】
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在中小功率并网发电系统中,单相逆变器凭借其在生产成本、使用效率等方面的优势开拓出了极为广阔的应用空间。然而,受制于二倍频功率问题的影响,单相逆变器的适用范围也受到了局限。直流侧并联大容量电解电容能够很好的解决上述提出的二倍频功率问题,但电解电容在使用寿命和稳定性等方面存在的缺陷性问题,使得单相逆变器的发展陷入了阻滞。无电解电容的有源功率解耦技术的提出为解决二倍频功率难题提供了全新的解决方案,其也逐
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在中小功率并网发电系统中,单相逆变器凭借其在生产成本、使用效率等方面的优势开拓出了极为广阔的应用空间。然而,受制于二倍频功率问题的影响,单相逆变器的适用范围也受到了局限。直流侧并联大容量电解电容能够很好的解决上述提出的二倍频功率问题,但电解电容在使用寿命和稳定性等方面存在的缺陷性问题,使得单相逆变器的发展陷入了阻滞。无电解电容的有源功率解耦技术的提出为解决二倍频功率难题提供了全新的解决方案,其也逐渐成为了当今学术界所关注的热点问题之一。本文在Buck/Boost有源功率解耦逆变器拓扑电路基础上,围绕功率解耦控制算法展开研究,具体研究内容如下:（1）介绍了研究光伏发电的背景及意义,引出功率解耦问题,分析对比了几种有源功率解耦方案,在此基础上,确定了直流母线侧功率解耦技术方案。（2）阐述了单相光伏逆变器的功率解耦原理,并对Buck/Boost有源功率解耦拓扑电路的工作特性进行了详尽的分析。然而解耦电路电流内环原先所采用的PI控制结构简单、易于实现,因而在工业过程控制中得到了非常广泛地应用。但由于PI控制存在稳定性弱,响应速度慢等固有缺陷使得PI控制结构的性能表现不尽如人意。与PI控制结构相比,模糊控制在复杂控制系统中性能表现更加优异,但受制于发展规模和外部环境等作用的影响,模糊控制的应用范围并未能得到有效扩大,且缺乏标准化、规范化的制度体系来约束模糊控制系统的设计和构建工作。除此之外,模糊控制策略还存在着极限环等问题,故而其在控制系统中缺乏独立运行的能力。在本次研究中,借助模糊准则,设计出了极具实用性的模糊自整定PID控制器。模糊自整定PID控制器能够依照控制系统的实际运行状态,借助模糊推理功能对PID控制器参数做出实时调整,该方法通过对解耦电流内环的优化控制进一步消除了直流侧的低次纹波分量,同时,分析电网谐波传递机理,在并网控制中引入滑动平均滤波器和电压脉动补偿环节,消除了直流母线电压脉动对输出电流纹波的影响,满足了THD设计要求。（3）在仿真软件Matlab/Simulink中搭建基于Buck/Boost解耦拓扑电路的单相逆变器并网仿真模型,将本文所提控制方法与PI控制的功率解耦算法进行了仿真和实验对比,表明所提方法使系统响应变快、超调量减小,具有更优越的功率解耦效果和响应性能。（4）对于主电路和控制电路分别完成设计,进一步确定了系统中采样调理电路的设计以及软件系统,对功率损耗进行仿真分析,最后给出了软件主程序和中断程序的结构流程,并且搭建实验平台,验证所提方法的有效性。
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