用于两相三线电网不对称负载的并网逆变器研究
不平衡电网下三相并网逆变器的控制研究
不平衡电网下三相并网逆变器的控制研究在不平衡电网下，三相并网逆变器控制的研究意义重大。
逆变器作为电力系统中的重要设备，其功能是将直流电转换为交流电，并通过并网方式向电网输送电能。
在并网过程中，若电网存在不平衡问题，逆变器的控制必须能够适应这种情况，保证系统的稳定运行和电能的质量。
不平衡电网指的是电网中的三相电压或电流不相等的情况。
这可能由于电源不能提供对称的三相电压引起，也可能由于电网中的负载不平衡或故障引起。
不平衡电网下，逆变器控制面临多个问题，如电流不平衡、功率因数失调、谐波产生等。
因此，对于不平衡电网下的三相并网逆变器控制的研究具有重要的现实意义。
一种常用的方法是基于dq参考框架的逆变器控制。
该方法将三相信号变换为dq坐标系下的两相信号，实现不平衡电网下的逆变器控制。
其中，d轴信号与逆变器输出电流的有功成分相同，用于控制有功功率；q轴信号与逆变器输出电流的无功成分相同，用于控制无功功率。
这种方法可以通过控制d、q轴分量的值来实现逆变器输出功率的控制，从而适应不平衡电网下的工作要求。
另一种方法是基于模型预测控制（MPC）的逆变器控制。
MPC是一种高级控制方法，通过建立数学模型来预测系统未来的状态，并优化控制量，从而实现对系统的精确控制。
在不平衡电网下，逆变器的MPC控制可以根据电网的实际情况预测未来的电网状态，并通过调整逆变器输出电压和电流的参考值来实现对系统的精确控制。
这种方法具有较高的控制性能和鲁棒性。
此外，还可以采用模糊控制、神经网络控制等方法对不平衡电网下的三相并网逆变器进行控制。
模糊控制通过建立模糊规则来处理输入输出之间的非线性关系，适应不确定性和模糊性的系统。
神经网络控制则通过学习实际系统的输入输出映射关系来实现控制。
这些方法可以通过机器学习和最优化算法来实现对逆变器的控制，提高系统的稳定性和适应性。
总之，不平衡电网下的三相并网逆变器控制是一个重要的研究课题。
它涉及到逆变器的工作性能和电能质量的问题，需要采用合适的控制方法来适应不平衡电网的要求。
电网电压三相不对称光伏并网逆变器控制策略研究
电网电压三相不对称光伏并网逆变器控制策略研究电网电压三相不对称光伏并网逆变器控制策略研究引言随着可再生能源的快速发展，光伏发电作为主要的分布式能源技术之一，受到了广泛关注。
然而，由于电网的不断变化，电网电压的三相不对称问题成为了影响光伏并网逆变器性能的一个重要因素。
因此，本文将探讨电网电压三相不对称情况下光伏并网逆变器的控制策略研究。
一、光伏并网逆变器基本原理光伏并网逆变器是将光伏电池板发出的直流电能转换为交流电能，并将其注入电网中的一种装置。
它的基本功能是将太阳能转换为实用电能，并按需求将其输送到消费者电网中。
二、电网电压三相不对称问题在实际应用中，电网电压的三相电压不平衡经常发生。
由于电力系统中的负载分布不均匀以及输电导线的长度不一致，使得电网电压在不同相上出现差异。
这种三相不对称问题会对光伏并网逆变器的性能产生负面影响。
三、光伏并网逆变器控制策略研究针对电网电压三相不对称问题，研究人员提出了多种控制策略来优化光伏并网逆变器的性能。
以下是几种常见的控制策略： 1. 电流控制策略：该策略通过对光伏并网逆变器的电流进行调节来实现对电网电压的优化。
当发现电网电压出现不对称时，逆变器会自动调整输出电流来平衡电网电压。
2. 直接控制策略：该策略通过直接对逆变器控制器输出的指令进行调整来实现电网电压的优化。
控制器可以根据电网电压的实时变化来调整输出电流和功率，从而实现对电网电压的平衡。
这种策略需要逆变器具有较强的响应速度和稳定性。
3. 协调控制策略：该策略通过光伏并网逆变器和电网其他装置之间的协调来实现对电网电压的优化。
通过与其他电力设备的通信和数据交互，逆变器可以根据电网电压的实际情况进行调整，从而实现对电网电压的平衡。
结论电网电压三相不对称问题对光伏并网逆变器的性能具有一定影响，需要采取适当的控制策略来优化逆变器的运行。
从电流控制策略、直接控制策略和协调控制策略三个方面入手，可以有效提高光伏并网逆变器的性能，实现对电网电压的平衡。
电网不对称故障时光伏逆变器控制方法分析
1.1 并网光伏逆变器的电路组成结构现在我国生产的大功率并网光伏逆变器采用单级式的拓扑结构具有较低的成本、很少的功率消耗、简单的组成结构等特点，以单级式并网型光伏逆变器为典型，光伏板阵列吸收太阳能产生的电能向逆变器直流母线充电，并网逆变器把直流母线侧的直流电能转换成频率为工频的交流电，再通过变压器的升压操作将并网逆变器输出侧的电压变成满足并网要求的额定电压，同时将光伏发电系统与电网之间进行电气隔离，利用防反二极管来防止将电网的电能反送给光伏发电系统。
1.2 并网光伏逆变器常用的控制方法单级并网光伏逆变器大多采用以电网电压值为基础的定向矢量控制的方法，把光伏逆变器器直流母线电压值（Vdc）与直流母线电流值（Idc）输入至最大最大功率追踪控制器中，进行运算处理后得到中环参考值，直流母线电压值与参考值的差值经过比例积分控制调节获得内环电流的ｄ轴分量参考值，参考值和逆变器输出电流ｄ轴分量的差值通电流环比例积控制器进行调节并计算得出逆变器输出侧电压。
按着一样的道理，对内环电流的q 轴分量进行控制来改变无功功率。
当在电压下降的时间段内，逆变器输出侧电流的主要成分为有功分量电流，所以，为使输出侧电流不越过1.1倍额定电流的值，应该把电流内环的有功电流给定值控制在一定合理数值之内。
根据实际需要，可以把逆变器输出电流ｄ轴分量调低来达到留出电流裕度，以此来输出无功电流。
利用标么值的方式，可设无功电流给定值为0时，将内环电流ｄ轴分量参考值限定在0-1.1之间。
除此之外，最大功率追踪控制器的外环输出直流电压指令的改变决定着并网光伏逆变器直流侧电压的变化。
所以在脉冲宽度要把得出的逆变器输出电压ｄ轴分量与ｄ轴分量除以一半的直流母线电压来使之成为标量，之后触发脉冲的再次生成。
如果应用空间矢量脉宽调制，可以不对逆变器输出电压ｄ轴分量与ｄ轴分量进行处理。
2 并网型光伏逆变器在电网不对称故障条件动态特性分析通过对并网型光伏逆变器的主电路经过理论公式的计算可以看出，逆变器输出的有功功率以及无功功率都存在着二倍频的震荡现象，无论采用何种方式控制正负序电流，都无法实现有功和无功功率的二倍频分量一起为０。
一种改进的不对称故障下光伏并网控制策略_黄鑫
作者简介：黄鑫（1990-），男，河南许昌人，研究生，主要研究方向为分布式能源并网发电及故障穿越技术等。
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控
制
工
程
第 22 卷
提出基于双同步旋转坐标系的双 PI 控制策略 ，将电 流在以电网基波角速度 正、反同步旋转的两坐标系 idc 中进行分解，得到正、负序分量再分别加以控制，即 L VD LF 为人们熟知的双同步旋转坐标系(Double Synchronous VL esk Referenceframe, DSRF)控制方案。 然而， 这种控制结构 P VL Vpv Vdc V VL 使得两同步参考坐标系中 d-q 轴信号互相耦合，造成 isk 测量电流经 Park 变换后在 d-q 轴上的分量存在 2 频 P 率振荡，传统 PI 调节器将不能正常工作。为克服这一 缺点， 文献[3-4]提出采用陷波器对测量电流进行滤波， 图 1 三相光伏并网逆变器拓扑结构 使控制器的性能获得了明显的改进。但陷波器的引入 减小了系统的相角裕度，使系统稳定性变差，且对电 Fig. 1 Topology of the three-phase PV grid-connected inverter 网频率的变化敏感。对此，文献[5]证明了由陷波器减 图中， 光伏阵列 PV 发出的直流电能经前级 Boost 弱 2 频率振荡的作用也可在参考电流数值上加入 2 电路升压后，经过三相逆变桥转化为 50 Hz 的交流电 频率振荡获得，为避免消除振荡过程中测量值与参 能，再经滤波电感并入电网。V 为光伏并网逆变器直 dc 考值的不匹配，采用附加谐振调节器，以减轻 PI 调节 流母线电压，VL1 、VL2 、VL3 分别表示三相逆变桥输出 器在两倍基波频率处造成的静态误差。文献[6]介绍了 一种基于解耦网络的双同步旋转坐标系 (Decoupled 电压， isk k L1、L2、L3 为并网电流， LF 为滤波电 Double Synchronous Referenceframe, DDSRF)的控制方 感， esk k L1、L2、L3 表示电网三相电压。需要注意 案，该方案在原 DSRF 控制结构中加入解耦环节，通 的是，在本文中 e 代表三相不对称电压，对应 k 相并 sk 过解耦网络准确估计出测量电流中振荡幅值，有效地 网电流矢量 isk 可表述为 消除了不对称电流正、 负序分量间交叉耦合带来的 2 2π 2π 振荡，达到比陷波器更好的动态性能。 isk I s1 cos(t l ) I s1 cos( t l 1 ) 3 3 此外，作为 DSRF 控制器的替代方案如工作在静 态坐标系中的比例谐振(PR)控制器[7-8]，以及其他一些 (1) I s0 cos(t 0 ) 不同于向量定向的控制方案如滞环电流控制器、直接 功率控制及预测电流控制法[9-12]等， 都为在不对称电网 式中，+1、 1、0 代表正序、负序、零序分量；l =0、 条件下光伏并网逆变器的控制提供了思路，并取得了 1、2 分别对应于 k L1、L2、L3 三相。 良好的控制效果。 鉴于有功、无功功率与并网电流 d-q 轴分量间的 这里忽略零序分量，通过坐标变换可得在电网电 关系，在电网不对称故障时，通过直接控制正、负序 压不对称故障下，光伏并网逆变器正、负序电压矢量 电流分量跟踪直流参考值，向电网注入特定的有功、 方程为[14] 无功功率方面，基于 DDSRF 的控制器占据较大优势， 1 1 d I sdq 1 1 因此拥有着广泛的工程应用。 V E L j L I dq sdq sdq d t 为了在上述研究的基础上进一步改善不对称故障 (2) 1 d I 1 sdq 1 1 下光伏并网逆变器的运行性能，本文提出了一种改进 Vdq Esdq L j L I sdq dt 型的 DDSRF 控制方案， 通过在调整原控制结构的基础 上加入前馈和附加反馈环，基本消除了在 PI 调节器输 1 1 式中， Vdq 和 Vdq 为逆变器输出电压的正、负序分量， 入端因正、负序分量耦合造成的振荡，使网侧电流在 d-q 轴上的直流分量能够更快速、 无差地跟踪直流参考 为系统基波频率。 值，从而向电网准确注入特定有功、无功功率。最后 2.2 电网不对称故障下的功率模型 通过 RTDS 仿真试验， 对比了传统 DDSRF 和基于前馈 根据瞬时功率理论，光伏并网逆变器输出有功功 和附加反馈环的 DDSRF 两种控制器的控制性能， 证明 率和无功功率分别为 了在电网不对称故障下， 与传统 DDSRF 控制策略相比， p Po Pc 2 cos(2t ) Ps 2 sin(2t ) 本文所述方案使光伏并网逆变器具有更加优越的动态 (3) q Qo Qc 2 cos(2t ) Qs 2 sin(2t ) 控制性能和故障穿越能力。
不平衡电网光伏并网逆变器控制策略研究开题报告
不平衡电网光伏并网逆变器控制策略研究开题报告1. 题目简介本研究的题目为不平衡电网光伏并网逆变器控制策略研究。
随着光伏发电技术的不断成熟和应用，越来越多的光伏发电系统接入电网并运行。
然而，由于电网中存在着各种不平衡负载、电网电压波动等问题，光伏并网系统的并网运行面临着一定的挑战。
因此，在本研究中，我们将探讨和研究光伏并网逆变器的控制策略，来提高系统的安全稳定性和性能。
2. 研究背景和意义随着全球能源需求的不断上升，以及环保意识的不断增强，新能源的应用越来越广泛。
光伏发电作为一种可再生、清洁、无噪音的能源形式，逐渐得到了广泛的应用。
目前，全球许多国家和地区都在大力推广光伏发电，光伏发电系统的规模不断扩大。
然而，与此同时，光伏发电系统的运行和并网也面临着严峻的挑战。
电网存在着各种不平衡负载、电网电压波动等问题，这些问题会影响光伏并网系统的稳定性和性能。
如果没有有效的控制策略，光伏并网系统可能会出现电压波动、频率不稳定等问题，严重影响电网的安全稳定运行。
因此，光伏并网逆变器的控制策略研究具有重要的理论价值和实际应用意义。
3. 研究目的和内容本研究的主要目的是探讨和研究不平衡电网光伏并网逆变器的控制策略，提高系统的安全稳定性和性能。
具体研究内容包括：(1) 分析不平衡电网对光伏并网系统的影响，研究不平衡电网下光伏并网系统的优化控制策略。
(2) 研究基于模型预测控制（MPC）的光伏并网逆变器控制策略，分析其在不平衡电网下的应用效果。
(3) 研究基于电压源逆变器（VSI）和无极限电流逆变器（NPC）的控制策略，探究其在不平衡电网条件下的应用效果。
(4) 搭建实验平台，验证所提出的控制策略的有效性和可行性。
4. 研究方法和技术路线本研究采用实验研究和理论分析相结合的方法，以模型预测控制、电压源逆变器和无极限电流逆变器等控制策略为重点，通过建立逆变器数学模型、不平衡电网电压模型等，研究光伏并网逆变器在不平衡电网下的控制策略。
基于配网中三相负载不对称运行的补偿优化及参数设计的开题报告
基于配网中三相负载不对称运行的补偿优化及参数设计的开题报告1. 研究背景在现代工业中，使用三相交流电的设备数量越来越多，而三相负载不对称运行会导致电网电压不平衡和电网寿命下降等问题。
为了解决这些问题，开发了一些三相负载补偿技术来优化电网负载平衡。
本文将研究三相负载不对称运行的补偿优化及参数设计，以优化电力系统的性能并提高效率。
2. 研究目的本研究的目的是设计并实现一种有效的三相负载补偿技术来降低电网的电压不平衡和延长电网的寿命。
在本研究中，我们将探讨如何最大限度地减少不对称负载的影响，同时考虑所需的成本和性能限制。
3. 研究内容和方法本文的研究内容包括以下几个方面：（1）对现有的三相负载补偿技术进行研究和分析，确定优化方向。
（2）基于MATLAB/Simulink建立三相负载补偿系统，包括控制器、电压传感器等硬件。
（3）设计三相负载补偿控制算法，并在MATLAB/Simulink模拟系统中进行仿真验证。
（4）在实际系统中验证算法的有效性和优化控制策略。
本研究将采用文献分析和实验方法来实施。
首先，分析和比较已有的三相负载补偿技术的优缺点，确定优化方向。
其次，基于MATLAB/Simulink设计并搭建三相负载补偿系统，包括控制器和电压传感器等硬件组成。
然后，设计三相负载补偿控制算法，并仿真验证其效果。
最后，在实际系统中验证算法的有效性和优化控制策略。
4. 预期结果本研究的预期结果是设计并实现一种有效的三相负载补偿技术，能够降低电网的电压不平衡和延长电网的寿命。
同时也预计可以证明设计的控制算法优越性，并在实际系统中验证其有效性。
5. 创新性和应用性本文的创新和应用价值在于设计和实现了一种基于配网中三相负载不对称运行的补偿优化及参数设计的方案，该方案可以提高电力系统的性能，减少不对称负载的影响，延长电网的寿命，具有重要的理论意义和实际应用价值。
电网不对称时抑制负序电流并网逆变器的控制策略
电网不对称时抑制负序电流并网逆变器的控制策略姜卫东;吴志清;李王敏;佘阳阳;胡杨【摘要】当三相电网不平衡时,传统双闭环控制策略下将在直流侧和交流侧分别产生偶数次和奇数次非特征谐波,从而严重影响并网逆变器的输出品质.针对这一问题,本文首先建立了电网不平衡时并网逆变器的数学模型,给出了同步旋转坐标下的电压矢量方程;并根据瞬时功率理论分析了功率波动形式;然后提出了一种瞬时正、负序分离方法,该算法准确度较高,且基本无延时;为了使三相并网电流对称,以抑制负序电流为控制目标,正序电流由控制器的外环给定,在正序和负序同步旋转坐标下实现并网电流的控制.在实验室内搭建了并网实验平台,实验结果表明新的控制策略下并网电流波形对称,有效地抑制了负序电流.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)016【总页数】8页(P77-84)【关键词】电网不对称;负序电流;正、负序分离;瞬时功率;遗忘算法【作者】姜卫东;吴志清;李王敏;佘阳阳;胡杨【作者单位】合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥 230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥 230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥 230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】TM6150 引言并网型逆变器随着分布式发电系统的发展得到了越来越广泛的应用，如何有效地控制光伏并网逆变器的输出电流，尽量减少对电网的谐波污染成为光伏并网的关键技术之一。
在实际系统中，电网电压不对称的情况普遍存在，若不采取不平衡补偿，则会在并网逆变器的直流侧产生偶次、在交流侧产生奇次非特征谐波，对电网产生污染，使逆变器的性能恶化，严重时甚至可能烧毁设备[1-3]。
电网不对称下控制目标主要有抑制负序电流或抑制直流侧波动两种，衍生的控制策略有很多。
文献[4,5]中所提出的双 d、q控制算法需要对电网电压、反馈电流进行正、负序分离，但现行的分离方法主要利用滤波器或T/4延时算法[6]，给控制系统带来了不容忽视的延时和误差。
不平衡电网下三相并网逆变器的控制研究
不平衡电网下三相并网逆变器的控制探究引言：随着可再生能源的不息进步和普及应用，尤其是太阳能和风能的快速进步，电力系统中不平衡电网的问题日益凸显。
不平衡电网指的是电力系统中三相电压或电流的不对称性，主要由于负载不平衡、电源故障或传输网络的问题。
这种不平衡带来的负面影响包括功率质量的下降，设备的过载和销毁，以及电网系统的稳定性问题。
为了解决这一问题，需引入三相并网逆变器来平衡不平衡电网，并控制其电流和电压的质量。
一、不平衡电网的主要问题1. 不平衡电流的问题在不平衡电网中，三相电流不相等，即使总电流为零，也会导致额外的谐波电流和负序重量出现。
这些谐波电流会导致系统能力下降，损坏负载设备，并可能引发过电压和过电流的问题。
负序重量会导致设备的不匀称磨损和短路故障。
2. 不平衡电压的问题不平衡电压会导致电力系统中的电压波动和波动。
当电压不平衡度过高时，会导致设备的工作不稳定、损坏和过载。
此外，不平衡电压还可能导致电力系统中的振荡和谐振问题。
二、三相并网逆变器的作用三相并网逆变器是一种用于将可再生能源发电机的直流电能转换为沟通电能，并与电力系统进行并联的装置。
它的作用可以概括为以下几点：1. 平衡三相电流和电压三相并网逆变器可以通过控制其输出电流和电压来平衡不平衡电网。
通过控制逆变器输出电流的幅值和相位，可以使得三相电流相等，并且与电网电压保持相位一致。
同样地，通过控制逆变器输出电压的幅值和相位，可以使得逆变器所毗连的负载设备得到平衡的电压。
2. 压缩谐波三相并网逆变器可以通过接受滤波器和控制器来抑止不平衡电网中的谐波电流。
滤波器可以选择性地过滤谐波电流，控制器可以通过改变逆变器的工作频率和幅值来压缩谐波电流。
3. 稳定电力系统三相并网逆变器的控制策略可以援助稳定电力系统。
通过对逆变器输出电流和电压进行精确控制，可以减轻电力系统中的功率波动和电压波动，提高电力系统的稳定性。
三、三相并网逆变器的控制策略为了实此刻不平衡电网下的控制目标，设计了以下控制策略： 1. 电流控制通过接受电流控制策略，可以使逆变器输出电流与电网电流保持同相和相径向。
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用于两相三线电网不对称负载的并网逆变器研究董钺;邢文超;邱晗;张超;杨燕【摘要】北美家用配网电压广泛采用两相三线型式，即由相位互差180°的双火线和零线组成。
对于这种电压型式，并网运行的逆变器仍需考虑两相负载不对称问题。
此外，对于非隔离型并网逆变器，采用直流中点与交流中性点互联的三电平拓扑可更好地抑制共模。
针对北美两相三线电网电压，对非隔离型两桥臂三电平逆变器进行直流电压外环、逆变电流内环的控制，并叠加负载电流前馈，在稳定直流电压的同时实现对不对称负载电流的跟踪；同时，采用适当控制方法来抑制逆变器直流中点的偏移。
最后，通过仿真与实验验证了该控制方法的有效性。
%The type of North American domestic distribution voltage is two phase threewire,which consist of two live wires having phase difference 180 ° and one neutral wire. Gird connected inverter applied to this voltage is also confronted with unbalance load. And then,three level structure with DClink midpoint connected to neutral point is adopted to restrain common mode voltage of non insolated grid connected inverter. The method of the outer DC voltage loop and the inner inverter current loop wasadopted,which adding load current feed-forward,to achieve stabilization of DC link voltage and track of unbalance load current. Then,proper method was adopted to stable DC link midpoint voltage. The control method is validated by the simulation and experiment.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2016(046)012【总页数】5页(P38-41,46)【关键词】两相三线;三电平逆变器;不对称负载电流跟踪;直流中点电压稳定【作者】董钺;邢文超;邱晗;张超;杨燕【作者单位】天津大学电气与自动化工程学院天津 300072; 天津电气科学研究院有限公司天津 300180;天津天传新能源电气有限公司天津 300180;天津天传新能源电气有限公司天津 300180;天津天传新能源电气有限公司天津 300180;天津电气科学研究院有限公司天津 300180【正文语种】中文【中图分类】TM464北美家用配电电压广泛采用两相三线结构，即120 V/240 V/60 Hz电压制式，2根火线对零线电压相位互差180°，小功率负载接在零线与火线之间，电压120 V；大功率负载接于2根火线之间，电压240 V。
应用于这种电压制式的并网逆变器，仍需考虑负载不对称的问题。
此外，户用型光伏并网逆变器通常要求尽量降低成本、减小体积、提高效率，因此在不强制要求电气隔离的情况下可采用非隔离型结构。
对于非隔离型并网逆变器，采用直流中点与交流中性点互联的三电平拓扑可更好地抑制共模［1］，且直流中点可作为并网零线回路。
用于两相三线电网的并网逆变器结构如图1所示。
对于户用型光伏并网逆变器，为最大程度利用光伏能量，并且实现入网功率可控，通常配有储能装置（蓄电池组）作为能量缓冲。
当光伏功率大于负载功率时，多余功率向蓄电池充电；当光伏功率小于负载功率时，由蓄电池和光伏电池共同为负载供电；当负载功率超出逆变器额定容量或光伏功率不足而蓄电池已过放时，负载功率不足部分由电网承担；当光伏功率大于负载功率而蓄电池已过充时，逆变器将多余功率送入电网，如电网对入网功率有限制，则光伏由最大功率跟踪模式转变为限功率模式。
本文对图1所示的两相三线三电平并网逆变器的控制进行研究。
对于户用储能型并网光伏逆变器，光伏电池和蓄电池通过直流变换器并联为直流母线，光伏通常工作于最大功率跟踪模式，蓄电池根据负载功率和光伏功率之差工作于电流环充放电模式，因此，本文采用直流电压外环、逆变电流内环并叠加负载前馈的方法对逆变器进行控制，实现既稳定直流母线电压又能跟踪不对称负载电流的目的。
此外，在调制波中加入直流中点电压偏差调节量，稳定直流中点电压。
最后，通过仿真与实验验证该控制方法的有效性。
为滤除逆变器输出电流中的高频分量，同时尽量减小滤波器体积，逆变器输出端采用LCL滤波，逆变器交流侧数学模型如图2所示。
图2中，Lf为滤波电感；Cf为滤波电容；L为并网电感；Ui为逆变器交流输出电压；if为逆变器出口电流；UI为滤波电容支路电压；Us为电网电压；is为逆变器输出电流。
对于两相三线负载，由于两相电压互差180°而非90°，很难直接通过矢量变换变为直流量进行控制，而将某一相电流相移90°又会影响其动态特性，因此本文采用比例谐振控制器（PR）对交流电流进行控制，该方法与旋转坐标系下的PI控制器等效［2］。
由图2可得逆变器输出电流is与逆变电压Ui之间的传递函数为由式（1）可见，该传递函数存在谐振点，谐振角频率为因此，若直接采用电流is 做反馈，则开环传递函数为由于谐振点的存在，电流环传递函数在谐振频率处不稳定。
若以逆变器出口电流if做反馈，则与逆变电压Ui之间的传递函数为而逆变器最终的控制目标为交流输出电流is（并入电网、流入本地负载），因此，以电流if做反馈的逆变器输出电流is的传递函数如图3所示。
在图3中，图3a与图3b等效，由图3b可以看出，采用逆变器出口电流做反馈，等效于在并网电流反馈结构中加入LCfs2项，此时逆变器输出电流的开环传递函数变为对比式（3）和式（4）可知，二者在分母中相差PR×LCfs2项。
而该项的存在，正好使开环传递函数的共轭极点具有负实部。
因此，采用逆变器出口电流if做反馈，可以起到有源阻尼［3］的作用。
此外，在电流控制器输出端叠加电网电压前馈，可加快电网电压波动时的电流响应速度，并减轻电网电压畸变引起的逆变电流的低次谐波，使逆变器输出电流与电网电压近似解耦。
2.1 直流电压环的设计如图1所示，逆变器交流输出端除并入电网外，还接入本地负载。
按图中方向所示，逆变器输出电流与入网电流的代数和即为本地负载电流。
由于户用储能型光伏并网逆变器光伏电池通常工作于最大功率跟踪模式，而蓄电池作为能量缓冲工作于电流环充放电模式，因此，逆变器以稳定直流输入电压为控制目标，同时，在容量范围内跟踪负载电流。
为实现此目标，采用电流环外加直流电压环、在电压环输出端叠加负载电流作为前馈的结构。
由于直流电压环输出为直流量，并对应逆变器输出电流中的有功分量；同时还需要根据无功功率（或功率因数）给定对逆变电流的无功分量进行控制，因此，以电网电压矢量为基准对逆变电流有功分量和无功分量给定进行旋转坐标变换，变换为交流量后，与负载电流叠加作为电流环给定。
控制结构如图4所示。
图4中，Udc为逆变器直流母线电压；Q为逆变器输出的无功功率；为电流有功分量给定；为电流无功分量给定；iLa,iLb为经限幅后的本地负载电流。
由于直流电压环的输出经旋转坐标变换后，其正方向与整流方向相对应，因此，需要取反后与负载电流叠加，方可对应逆变方向。
而且，由于逆变器无功控制的目标为输出到电网或本地负载的无功功率，因此无功功率的反馈用电流is与电网电压来计算。
对于图4所示的控制结构，在稳态且电池未过充、过放的情况下，由于蓄电池的充放电功率可以保证逆变器直流输入功率与本地负载功率相等，故而直流电压环几乎不起作用；在瞬态过程或电池过充、过放等不能按功率给定输出时，直流电压环输出的有功功率，正好为负载功率与逆变器直流输入功率的差值。
而为保证直流电压恒定，逆变器交流输出功率必与直流输入功率相等，与负载功率的差值由电网承担，因此，直流电压环输出的功率在这种情况下可以看作是电网功率，即如下式所示：式中：PDCLoop为逆变器直流电压环输出功率；PL为负载功率；PinvDC为逆变器直流侧功率；PinvAC为逆变器交流侧功率；PG为逆变器从电网取电功率。
逆变器直流电压环传递函数如图5所示。
图5中，iin为直流母线输入逆变器的电流。
由图5可知，直流电压环存在非线性，是因为电力电子装置输入端与输出端之间的状态变量需要与开关函数相乘的缘故。
如下式所示：其中，SW为逆变器开关函数，相当于控制变量，而直流电压Udc、逆变器交流电压Ui、逆变器出口电流if为状态变量。
2.2 直流中点电压的控制对于二极管钳位三电平逆变器，直流中点电压平衡控制是重要的环节［4-6］。
本文中的逆变器，采用双载波调制方法（如图6所示），载波fr1调制1，3管，fr2调制2，4管。
在该调制方法的基础上，将正半母线与负半母线电容电压差值经调节器形成补偿量，叠加到调制波上，来消除逆变器中点电压的偏移。
图6中，Uia,Uib分别为逆变器2个桥臂的调制信号，Δu为直流中点电压补偿量。
将此补偿量叠加至2个桥臂的调制信号，可见，逆变器输出电压正短矢量（PO）的时间由Tp1变为Tp2，负短矢量（ON）时间由2×Tn1变为2×Tn2，满足下式：由式（7）可见，加入补偿量Δu后，正短矢量作用时间延长而负短矢量作用时间缩短，当逆变器工作于逆变状态时，正半母线电容放电、负半母线电容充电，直流中点电压升高；同理，Δu为负时直流中点电压降低。
由此，可得出直流中点电压控制结构如图7所示。
图7中，Udc1为正半母线电压；Udc2为负半母线电压。
当Udc1＞Udc2时，输出的Δu为正，使中点电压升高，反之使中点电压降低，可维持中点电压稳定。
当逆变器工作于整流状态时，同样的开关矢量对应的电流方向相反，因此Δu需与逆变状态时相反。
针对北美用户的两相三线三电平逆变器相关参数为：额定电压120 V/240 V，额定频率60 Hz，额定容量5 kV·A，直流母线电压400 V，光伏电池额定功率5 kW，蓄电池额定电压48 V，蓄电池容量50A·h。
图8、图9为逆变器在一相空载、一相2.5 kW负载时，正半母线电压和负半母线电压、逆变器输出电流的仿真波形。