研制开发
李党盈，常亚婷
（西安迅湃快速充电技术有限公司，陕西
桥逆变器具有结构简单、效率高以及共模干扰低等优点。通过滤波器延时构造交流信号的虚拟
正交相，将单相交流量变换到同步坐标系成为直流信号，采用PI控制器进行电流环调节，以消除控制的静态误差。为提升逆变器的谐波抑制能力，引入了重复控制，与PI控制共同组成复合控制器。在 桥逆变器的复合控制模型进行了仿真，并进行了实验验证。实验结果表明，PI
拓扑；重复控制；复合控制
Compound Control Strategy of the Single-Phase H6-Type Grid-Connected Inverter
LI Dangying, CHANG Yating
(Xi'an Stropower Technologies Co., Ltd., Xi'an
bridge inverter has the advantages of simple structure, high efficiency, and low common mode voltage. The virtual quadrature phase of the AC signal is constructed through the filter delay, the single-
电平；在调制3以及S 6输出负母线电平和0电平。）所示。（负半周）电平，可在任意功（a ）调制电压
（b ）S 1，S 4驱动信号时序
（c ）S 2，S 3驱动信号时序
（d ）S 5驱动信号时序
（e ）S 6驱动信号时序
图2 电压参考及驱动信号时序
H 6桥拓扑在其运行过程中，输出线路上的共模U CM 基本维持在U dc /2的水平，高频成分含量较低，设备的漏电流可得到有效抑制[5]。
单相逆变器的控制系统
单相系统的同步旋转坐标系控制
通过相位延时，可构造出单相信号的虚拟正交然后经旋转坐标变换转为直流量。使用PI 控制器，可对基波信号实现无静差控制。本文采用的一阶全通滤波器，在其截止频率处的相位延时为90°，所通过的信号幅值增益为1，结构简单且易于实现，适合用于正交相的构造。一阶全通滤波器的传递函数为：
()()(c c -/2π1
/2π1
s f G s s f +=+
对正交信号进行两相静止的α-β坐标系到两相
旋转d -q
其反变换公式为：
式（角，通SPLL ）对电网电压相位的计算得到。模拟三相系统的单相电压锁相环如图原理分析，可参阅文献
2021年2月10日第38卷 第3期
Telecom Power Technology
Ｆｅｂ． １０， ２０２１ Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．３
李党盈，等：单相H6桥并网逆变器
复合控制策略研究
图4（a ）中，e 为给定和反馈之间的控制误差，N 表示在一个重复周期内，控制系统的采样次数。 C (z )是补偿器，可用于补偿数字信号采样的相位延迟和幅值衰减。C (z )可取为：
C (z )=K r z k （5）
式中，K r 为重复控制系统的开环增益。
为了增加系统的稳定性，需要在重复控制器上串联低通滤波器Q (z )来优化整个频域的性能[8]。为简化滤波器的实现，Q (z )通常取小于1的常数。重复控制器的离散传递函数为：
()()()1N
N
z H z C z Q z z −−=
− （6）
若取Q (z )=0.95，相应的重复控制系统差分方程为：
u r (n )=0.95u r (n -N )+K r e (n -N +K ) （7）
直接使用式（7）的差分方程，需要两个长度为N 的数组分别保存输出量u r 和误差量e 。为了节约存储空间，离散控制结构可分两步实现。首先计算中间变量u 的值：
u (n )=0.95u (n -N )+e (n ) （8）
式（8）中，仅需存储中间量u ，输入误差量使用当前一拍的输入即可，无需对其进行存储。最后计算的控制输出方程为：
u r (n )=K r u (n -N +K ) （9）
3 仿真与实验研究
所仿真和实验的复合控制系统如图5所示，i d *
为控制器的有功电流给定，通常来自于直流电压控制器或并网功率指令。为了使逆变器单位功率因数运行，无功电流给定设为0。逆变器输出电流i L 通过构造虚拟正交相和坐标变换，转换成直流型的有功和无功反馈信号i d 、i q 。电流误差经过PI 和RC 组成的复合控制器的调节，其输出为调制电压，该电压通过PWM 调制和逆变器主电路的功率放大，实现并网电流的控制。
i d *+
PI RC
RC
PI v α
θ
i L
全通
滤波
i d
i q
--i L '
+
θ
v
invd
u d u q
v invq +++++
+++逆变器
dq /αβ
v β
dq /αβ
图5 单相逆变器电流环复合控制系统
3.1 仿真分析
为验证理论分析，使用MATLAB/Simulink 对单
相H 6型拓扑逆变器的复合控制系统进行建模和仿真
研究。仿真所用逆变器的额定功率为P rated =3.6 kW ，额定电流I rated =16 A ，直流母线电压U dc =400 V ，开关频率与中断控制频率为f s =16 kHz ，滤波电感L = 450 μH ，交流滤波电容C =27 μF 。仿真的电网电压有效值U rated =220 V ，电网频率为f rated =50 Hz 。
分别在理想电网和电网含谐波时对比PI 控制和复合控制下的控制效果。向电网电压中加入基波幅值10%的5次谐波电压来实现电网含谐波的情况。并网电流给定设为逆变器额定值。理想电网下，PI 控
制仿真结果如图6所示，复合控制仿真结果如图7所示。对比图6（b ）和图7（b ）可知，采用复合控制器的电流谐波相比PI 控制器有明显改善，两种控制方式的电流谐波均满足相关标准[9]。
（a ）电流波形
（b ）电流谐波分布
图6 理想电网下PI 控制仿真结果
（a ）电流波形
（b ）电流谐波分布
图7 理想电网下复合控制仿真结果
图8为电网谐波条件下PI 控制仿真结果，图9为复合控制仿真结果。对比图8（b ）和图9（b ）可知，当电网电压含有谐波时，采用PI 控制器的并网
，不满足并网标准，使用
控制器，其
，各次谐波含有率均有显著
（a）电流波形
（b）电流谐波分布
图8 电网谐波条件下PI控制仿真结果
（a）电流波形
（b）电流谐波分布
图9 电网谐波条件下复合控制仿真结果
实验研究
实验所采用的样机硬件参数和电网参数与仿真一致。理想电网电压条件下，使用PI控制策略的实验结果如图10所示。图10（a）为单一PI控制器的并网电流波形，实验波形与仿真效果基本一致，由图）并网电流的谐波分布可见，电流的三次谐波含量较高，接近3%。图11为复合控制器的实验结果，通过其电流谐波分布图11（b）可知，总谐波畸变率降为2.83%，且三次谐波含量降低至1%
综合以上分析可知，复合控制器可有效降低并网电流谐波，提高电能质量。
图8 XTC控制器通过PCEP建立SR Tunnel过程
图9 XTC控制器通过PCEP建立SR Policy过程
4 结 论
SR-TE是一种高级流量工程技术，通过计算和建立不同虚拟路径传输不同网络业务流量来优化网络性能，在设备和网络等条件受限的情况下，可以通过虚拟化环境进行测试及研究。文中通过详细的组网及配置过程演示了SR-TE的使用方法，PCEP服务器通过BGP-LS等协议搜集网络的全局信息，从而可以SDN形式对网络资源进行最佳管理和使用。下一步工作利用优先级、带宽、度量值以及亲和力等属性开发控制器，在网元设备与控制器之间建立更好的通信与管理机制，研究设备功能的同时进行控制器的业务应用开发。参考文献：
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