分布式发电用单相中小功率并网逆变器的研制(1)

0 引言

当今社会，能源已成为制约世界经济发展的关键问题之一。解决能源问题的根本办法是开发利用环保型的新型可再生能源，如太阳能发电、燃料电池发电等。欧洲、美国在这方面已经相继走在了世界的前列，如德国莱比锡市已建成世界上功率最大的太阳能发电站并正式并网发电。

分布式发电的研究成果进一步为太阳能等新型能源的利用带来了新的概念。分布式发电可以简单理解为一种单台中小功率、大规模的发电方式。例如最近讨论热烈的“屋顶计划”——每家每户都利用屋顶太阳能板，成为独立的发电个体，再通过数量形成规模效应。

而分布式发电需要有一种能将能量反馈到电网的电力电子接口装置，我们通常称之为并网逆变器。由于该逆变器在整套设备中具有关键作用，如何提高其性能以满足能量传输和电能质量的要求已成为近年的研究热点。

本文介绍了一种基于电压矢量图计算的倍频式电压型单相并网逆变器，通过DSP控制系统实现了间接电流控制，保证了单位功率因数。具有控制简单，稳定性好，电网谐波污染小等优点，特别适用于中小功率的分布式并网发电的应用场合。

1 主电路结构

根据采用隔离变压器的类型，并网逆变可分为低频环节并网逆变、高频环节并网逆变以及非隔离型并网逆变[3]。低频环节并网逆变器采用工频变压器作为与电网的接口，电路结构简洁、效率较高，但缺点是变压器体积和重量大、音频噪音大，并不适合分布式发电的场合;而非隔离型并网在一些国家禁止使用，因此，本文采用直接挂在电网上运行的高频环节并网逆变器，单相全桥主电路如图1所示。