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摘要

社会的进步与发展，人们对于能源的需求和依赖越来越大。与此同时，国家重视可再生能源，绿色能源的利用，新能源的开发迫在眉睫。然而新能源发电具有随机和波动等特点，致使其不能直接并网。因此需要通过并网逆变器将其转化为电网能够接受的交流电，并入电网，供给负荷。本文首先简单介绍了逆变器的拓扑结构，并网逆变器三种传统的控制策略（恒功率控制(PQ)，下垂控制(Droop)，恒压恒频(V/f)控制），并详细分析了各自的优缺点。着重介绍了 Droop 控制方法的基本理论，推导出了一种旋转式坐标系下的三相逆变器的数学模型，对其中电压电流环进行前馈解耦。考虑到下垂理论是基于线路呈感性远大于阻性，而实际低压配网线路的阻性成分比较高，设计了虚拟阻抗模块。然后在这基础上通过 Matlab/Simulink 仿真平台构建了基于传统Droop 控制原理和电压电流双闭环的三相全桥并网逆变器。仿真结果表明在低配网 500m 传输线路下，单台逆变器带阻感负载运行良好，但在三台并联带负载时，输出功率波形振荡严重，且系统频率振荡。由此提出用 Sigmoid 函数改进下垂方程，在此基础上进行三台逆变器并联仿真，频率振荡问题得到改善。同时构建并网预同步模块，进行单台三相逆变器的并网运行测试，仿真结果表明，在系统参数设计合理的情况下，逆变器能实现快速并离网，且电压电流的 THD 满足并网要求。最后，本文简单介绍了基于 TI 的 DSP28377D 的并网逆变器控制模块设计，包括控制模块的硬件设计和软件设计。硬件方面包括控制电路，采样电路设计；软件方面给出系统主程序，中断子程序和保护等程序流程图。