一、研究意义

随着人类社会的进步，经济的不断发展，人们对电能的需求越来越大，而且对电能质量提出了越来越高的要求。在化石能源危机和环境污染问题日益突出的今天，开发和利用可再生绿色能源已经成为人类的迫切需要。伴随着世界范围内开发利用可再生能源的热潮，很多国家都建立了大量的风力、光伏发电站。人们对可再生能源并网发电的技术进行了大量的研究，使得该技术得到了迅速的发展和应用。分布式发电技术以其建设周期短、投资少、冲击性低、位置灵活等优势，顺应了智能微电网这一趋势，得到了大力发展。

随着我国新能源逐步进入大规模发展的阶段，风电、太阳能装机容量均居世界第一。可再生能源发电技术的日益成熟使得越来越多的新能源分布式发电单元通过逆变器接人微电网，再连接至公共电网。但与此同时，大量电力电子设备的接入和局部负荷的非线性、不平衡、无功等特性导致微电网公共连接点电能质量恶化。对于大量的分布式发电单元并联运行的安全协调控制和提高公共并网点的电能质量成为亟需解决的问题。

二、研究现状

逆变器是可再生能源并网发电系统的核心组成部分。光伏和风电等分布式并网逆变器，具有控制灵活、响应迅速等优点但与传统同步机相比，存在缺少惯性和阻尼，难以参与电网调节，无法为配电网提供必要电压和频率支撑的缺点。随着分布式发电技术在电网中渗透率的提高，电网对并网逆变器提出了更高的要求：逆变器除了能将可再生能源产生的电能输送给公用电网外，还应该具有很高的可靠性、完善的保护功能、较高的效率，致力于提高电能的质量。目前，可再生能源并网发电系统的主要研究热点也集中在逆变器这部分。国内外学者针对并网逆变器的技术进行了多方面的研究，对以往控制技术的不足，纷纷提出了很多的研究思路，其大体可以分为以下几个方向：

①并网逆变器的拓扑分类及控制方法的研究

逆变器的拓扑结构包括单相、三相；隔离、非隔离；功率单向流动、双向等各种形式，这些拓扑结构也可以相互组合成各种不同的形式，以满足不同的系统要求。叶尊敬等[1]提出了一种抑制输入电流纹波的单极式三相并网逆变器，可用于功率较小的场合实现高效、低成本；张喜军等[2]成功研制的500kW三相光伏并网逆变器则可使用在大功率、宽电压范围输入的应用场合。刘斌等[3]对HERIC(Highly Efficient and Reliable Inverter Concept)拓扑的无变压器隔离型单相光伏逆变器进行了研究,提出了相应的无功调制策略，实现了单相系统有功与无功功率的解耦控制，便于智能电网对单相光伏逆变器输出功率的灵活调度。

在控制方法上，随着各种高速的数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)的出现，将先进的数字控制应用到并网逆变器的控制中，模拟控制和数字控制相结合也是目前研究高性能并网逆变器的一个热点。

②逆变器并网控制策略的研究

并网逆变器的电压相位检测通常采用基于同步坐标系的软件锁相环(Synchronous Reference Frame Phase Locked Loop, SRF-PLL)，电流检测通常应用瞬时无功功率理论(Instantaneous Reactive Power Theory, IRP Theory)或同步坐标系法(Synchronous Reference Frame Method, SRF Method)。由于有功/无功电流检测需要应用电压相位，因此电流检测会受到电压相位检测结果的影响。电压畸变不平衡时，会导致电流检测存在误差。为改进微电网公共连接点(Point of Common Coupling, PCC)电压畸变、不平衡、频偏和相位突变时，并网逆变器电压相位和电流快速且精准检测的问题，张晓滨等[4]提出一种基于虚拟同步坐标系（Virtual Synchronization Frame, VSF 的电压相位和电流检测算法。