重复控制逆变器并网电流控制技术研究
并网逆变器电流控制技术的研究
南京航空航天大学硕士学位论文
图、表清单
图 2.1 两级式并网发电系统.................................................................................................................6 图 2.2 单级式并网发电系统.................................................................................................................6 图 2.3 单相全桥并网逆变器.................................................................................................................7 图 2.4 双极性正弦脉宽调制方法及逆变桥输出波形 .........................................................................7 图 2.5 单电感滤波并网逆变器.............................................................................................................8 图 2.6 LC 滤波并网逆变器 ...................................................................................................................8 图 2.7 LCL 滤波并网逆变器 .................................................................................................................9 图 2.8 L 和 LCL 滤波器的幅频特性曲线 ............................................................................................9 图 2.9 单电感滤波并网逆变器滤波电感电流波形 ...........................................................................11 图 2.10 单电感滤波并网逆变器滤波电感电流的谐波分布 .............................................................11 图 3.1 LCL 滤波并网逆变器电路 .......................................................................................................13 图 3.2 LCL 滤波并网逆变器数学模型 ...............................................................................................14 图 3.3 入网电流反馈控制框图...........................................................................................................14 图 3.4 入网电流反馈控制系统开环伯德图 .......................................................................................14 图 3.5 入网电流反馈控制系统闭环根轨迹 .......................................................................................15 图 3.6 LCL 滤波并网逆变器串联阻尼电阻的电路图 ......................................................................15 图 3.7 添加阻尼电阻后入网电流反馈控制框图 ...............................................................................16 图 3.8 带阻尼电阻和不带阻尼电阻时 LCL 滤波器的幅频特性曲线 .............................................16 图 3.9 添加阻尼电阻后入网电流反馈控制系统闭环根轨迹 ...........................................................16 图 3.10 逆变器输出电流反馈控制结构框图 .....................................................................................17 图 3.11 分裂电容法电容中间电流反馈控制结构框图 .....................................................................18 图 3.12 入网电流和电容电流双闭环控制结构框图 .........................................................................18 图 3.13 分裂电容法电流控制输出量闭环系统幅频特性曲线 .........................................................19 图 3.14 逆变器输出电流反馈控制输出量系统和入网电流和电容电流双闭环控制系统的幅频特 性曲线 ..................................................................................................................................................20 图 3.15 电容电流内环控制框图.........................................................................................................21 图 3.16 幅频特性曲线.........................................................................................................................21 图 3.17 入网电流和电容电流双闭环控制等效结构框图 .................................................................22 图 3.18 典型Ⅱ型系统的开环对数幅频特性和中频宽 .....................................................................23 图 3.19 加入电网电压前馈后，电流双闭环控制等效结构框图 .....................................................24 图 4.1 并网逆变器仿真模型...............................................................................................................25 图 4.2 单电感滤波并网逆变器仿真波形 ...........................................................................................26 图 4.3 LC 滤波并网逆变器仿真波形..................................................................................................26
并网逆变器系统中的重复控制技术及其应用研究
并网逆变器系统中的重复控制技术及其应用研究一、概述随着可再生能源的快速发展，特别是太阳能和风能的大规模应用，并网逆变器在电力系统中的作用日益凸显。
并网逆变器不仅需要将分布式电源产生的电能转化为与电网同频同相的交流电，还需保证电能的质量和稳定性。
由于分布式电源通常接入电网的末端，电网中的谐波、电压波动和不平衡等问题会对并网逆变器的运行产生影响。
研究并网逆变器系统中的控制技术，特别是针对电网扰动和电能质量问题的控制技术，具有重要的现实意义和应用价值。
重复控制技术作为一种有效的电力电子控制方法，在并网逆变器系统中得到了广泛的应用。
该技术基于内模原理，通过构建一个与扰动信号频谱相同的内部模型，实现对特定频率谐波的精确跟踪和抑制。
本文将对并网逆变器系统中的重复控制技术进行深入研究，分析其基本原理、实现方法以及在实际应用中的挑战和解决方案。
本文首先介绍并网逆变器系统的基本结构和功能，然后重点阐述重复控制技术在并网逆变器中的应用原理和实现方法。
在此基础上，分析重复控制技术在提高并网逆变器电能质量和稳定性方面的优势，并探讨其在面对电网扰动和复杂运行环境时的挑战和应对策略。
通过实际案例和仿真实验验证重复控制技术在并网逆变器系统中的有效性，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1. 并网逆变器系统的概述并网逆变器系统是电力系统中关键的一环，特别是在分布式发电领域，其扮演着将可再生能源（如太阳能、风能等）转化为电能并注入公共电网的重要角色。
并网逆变器系统的核心功能是将直流电能转换为与电网同步的交流电能，从而实现对电网的高效、安全供电。
并网逆变器系统的工作原理主要包括直流交流（DCAC）转换、电压和频率控制以及并网控制等步骤。
通过电力电子器件（如绝缘栅双极晶体管IGBT）对输入的直流电进行开关控制，实现DCAC转换。
接着，通过先进的控制算法对输出电压的频率、幅度和相位进行调整，以确保与电网电压同频同相。
通过专门的并网控制策略，确保输出的交流电顺利并入电网，同时保持系统稳定运行。
单相逆变器重复控制和双环控制技术研究
单相逆变器重复控制和双环控制技术研究单相逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的设备，广泛应用于太阳能光伏发电系统、无线电通信系统等领域。
在单相逆变器的控制技术中，重复控制和双环控制是两种常用的控制策略。
本文将介绍这两种控制技术的原理和特点，并对其研究进行探讨。
首先，重复控制是一种周期性控制策略，通过周期性地叠加可调谐的谐波信号来消除输出电压中的各谐波分量，提高电压波形的质量。
重复控制的基本原理是通过周期重复地改变脉宽和脉冲间隔来控制输出电压的谐波分量。
在重复控制中，首先将原始交流电压信号通过一组谐波振荡器分解成几个谐波成分，然后分别调节这些谐波成分的幅值和相位，合成与原始信号相似的控制信号，通过PWM (Pulse Width Modulation) 方式控制逆变器的开关器件，获得期望电压输出波形。
相较于传统的PWM控制技术，重复控制具有以下优点：一是重复控制能够较好地抑制谐波污染，改善输出电压的波形质量；二是重复控制不需要额外的滤波器，减少了系统的成本和复杂性；三是重复控制适用于各种逆变器拓扑结构，具有广泛的应用范围。
但是，重复控制技术也存在一些问题，例如在低功率因数或部分负载情况下，可能会导致电流谐波增加、控制动态性能下降等。
另一种常用的单相逆变器控制技术是双环控制。
双环控制是基于内环控制和外环控制的思想，通过内环和外环两个控制环来分别控制逆变器的电流和电压，提高逆变器的性能和稳定性。
具体来说，内环控制主要负责控制逆变器的电流，通过调节电流环的控制参数，实现对电流的精确控制；外环控制则主要负责控制逆变器的电压，通过调节电压环的控制参数，实现对电压的精确控制。
双环控制技术通过内环和外环之间的相互作用，使得整个控制系统具有更好的鲁棒性和稳定性。
与重复控制技术相比，双环控制技术具有以下优点：一是双环控制技术能够实现更高的控制精度和稳定性；二是双环控制技术能够适应不同的工作状态，具有更好的动态响应性能；三是双环控制技术能够通过调整环节的控制参数，实现对逆变器的柔性控制。
光伏并网逆变器电流控制策略的研究
光伏并网逆变器电流控制策略的研究光伏并网逆变器作为太阳能发电系统的核心设备之一，主要功能是将太阳能电池板产生的直流电转化为交流电并注入电网中。
在光伏并网逆变器的工作过程中，电流控制策略起着至关重要的作用，不仅可以提高系统的输出效率和稳定性，还可以对电网的安全运行起到保护作用。
一、传统的电流控制策略传统的光伏并网逆变器电流控制策略主要分为两种：电流环控制和功率环控制。
1、电流环控制电流环控制是通过对光伏并网逆变器的电流进行闭环控制，以实现对输出电流的精确控制。
常用的电流控制方法有PI控制、模型预测控制等。
其中，PI控制是最常用的一种电流控制方法，通过对逆变器输出电流与期望电流之间的误差进行积分和比例运算，来实现对电流的精确控制。
2、功率环控制功率环控制是通过对光伏并网逆变器的输出功率进行闭环控制，以实现对系统的输出功率的精确控制。
常用的功率控制方法有功率相关控制、模型预测控制等。
其中，功率相关控制是最常用的一种功率控制方法，通过对系统的输出功率与期望功率之间的误差进行比例运算，来实现对功率的精确控制。
二、新型的电流控制策略为了进一步提高光伏并网逆变器的电流控制效果和系统的稳定性，研究者们提出了一些新型的电流控制策略。
1、模型预测控制模型预测控制是一种基于逆变器数学模型的控制方法，通过建立逆变器的数学模型，预测未来一段时间内的电流变化情况，并采取相应的控制策略来实现对电流的精确控制。
相比传统的电流控制方法，模型预测控制具有更好的抗干扰能力和动态响应性。
2、自适应控制自适应控制是一种基于逆变器工作状态的控制方法，通过实时监测逆变器的工作状态和环境条件，根据实际情况调整电流控制策略，以实现对电流的精确控制。
自适应控制可以根据系统的实际需要进行调整，具有更好的适应性和灵活性。
三、光伏并网逆变器电流控制策略的研究方向目前，光伏并网逆变器电流控制策略研究的主要方向包括以下几个方面：1、提高控制精度随着光伏发电系统的迅速发展和应用，对光伏并网逆变器电流控制精度的要求越来越高。
并网逆变器电流控制方法
并网逆变器的电流控制方法陈敬德，1140319060杨凯，1140319070;指导老师：王志新（上海交通大学电气工程系，上海，200240）摘要：并网逆变器是光伏发电系统的一个核心部件，其控制技术一直是研究的热点。
其使用的功率器件属 于电力电子设备，它们固有特性会对系统产生不利的影响，为了防止逆变器中的功率开关器件处于直通状 态，通常要在控制开关管的驱动信号中加入死区，这给逆变器输出电压带来了谐波，对电网的电能产生污 染。
本文对传统的控制方法重复控制、传统的 PI 控制、dq 轴旋转坐标控制、比例谐振控制进行了总结分析，并比较了它们的优缺点。
随着现代工业的迅速发展，近年来全 球范围内包括煤、 石油、天然气等能源日益 电能质量，让其输出各项性能指标都满足要求的波形。
目前所用的逆变器可以分为以下紧缺，全球将再一次面临能源危机，同时, 两类：一类是恒压恒频逆变器，这类逆变器这些燃料能源的应用对我们所生活的周围在各种电源持续供电的领域应用广泛， 它能环境产生了严重的影响。
环境问题受到了人 够输出电压幅值和频率都是特定值的交流前充分利用太阳能资源的主要方式之一。
本文将对并网逆变器的几种常见控制阳能发电主要有单独运行和并网运行两种 模式，其中并网运行发展速度越来越快，应⑴。
逆变器是光伏发电方法进行总结，如传统的 PI 控制、基于dq 旋转坐标系的控制、重复控制及比例谐振控 过IGBT 、GTO 、GTR 等功率开关管的导通的开关频率一般都比较高， 因此利用它们进方法。
所谓内模原理，即在一个闭环调节系行电能转换的效率也比较高，但有一个很大统中，在其反馈回路中设置一个内部模型,的缺点是由它们组成的逆变系统的输出电使该内部模型能够很好的描述系统的外部能却不理想，其输出的波形中包含了很多对 特性，通过该模型的作用可使系统获得理想电能质量产生不利的方波， 而很多场合都要的指令跟踪特性，具有很强的抗干扰能力关键词：并网逆变器，重复控制，传统的 PI 控制, dq 轴旋转坐标控制，比例谐振控制0引言求其输出的是一定幅值和频率的正弦波， 所以要寻找更好的控制策略来提高逆变器的们的广泛关注，为了解决能源紧缺以及环境 正弦波，简称 CVCF 逆变器。
并网逆变器内模和重复复合电流控制策略研究
０ 引 言
随 着能 源和 环境 问题 的 日益 严 峻 ， 基 于太 阳
量， 使 系统 兼 具 良好 的动态 、 稳态性能 ， 满 足 光伏
并 网控制 性能要 求 。
能、 风 能等可 再 生 能源 的分 布 式并 网发 电技 术越
ｌ 三相 并 网逆 变器 幽 数 学模 型
电器与能效管理技术 （ ２ ０ １ ５ Ｎ ｏ ． １ １ ）
・ 分布式 电源及并 网技术 ・
并 网 逆 变 器 内模 和 重 复 复 合 电流 控 制 策 略 研 究
王 德 林
（ 上 海岩 芯 电子科技 有 限公 司 ，上海
摘
２ ０ １ １ ０ ７ ）
要： 综合分析 了内模控制和重复控制 的特点 。根据其特点设计 了内模和重 复
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｐ ｅ ｔ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ． Ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ
性 扰 动 的影 响 。 关键词 ： 三 相 并 网逆 变 器 ；内模 控 制 ； 重 复 控 制 ；死 区效 应
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ ４ ６ ４ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： ２ ０ ９ ５ — ８ １ ８ ８ （ ２ ０ １ ５ ） １ １ － ０ ０ ５ ２ － ０ ６
基于双闭环重复控制的并网逆变器的研究
（ ｕｎｄ ｎ ｉ ｉ ｎｖｒｉ ，Ｍｅ ｈｕ５ ４ １ ，Ｃ ｉａ Ｇ ａｇ ｏｇＪ ｙｎ Ｕ ｉ ｓｙ ａ ｇ ｅ ｔ ｉ ｏ １０ ５ ｈｎ ） ｚ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｒｅ ｅｉ ｖ ｏ ｔｏ ｌｏ ｉ ｍ ｓ ｗ ｄ ｌ ｍｐ ｅ ｎ ｅ ｎ ｔ ｅ ｇ ｉ — ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｅ ｔｒ ｓ ｔ ｘ ｅ ｌｎ ｔ ｃｎ ｓｒ ｃ ： ｐ ｔ ｉ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ａｇ ｒ ｈ ｉ ｉ ｅｙ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｄ ｉ ｈ ｒ ｃ ｎ ｅ ｔ ｄ ｉ ｖ ｒ ｓ ａ ｉ ｅ ｃ ｌ ｔ ｒ ｉ ｇ ｔ ｔ ｄ ｅ ｓ ｅ ａ
Ｔ
ｏ ｔ ｕ ｎ ｒ ｙ ｑ ａｉ ｎ ｏ ＨＤ ｆｇ ｄ ｃ ｎ ｅ ｔｄ ｃ ｒｅ ｔ ｕ ｐ ｔｅ ｅｇ ｕ ｌ ｙ ａ ｄ ｌ ｗ Ｔ ｔ ｏ ｒ — ｏ ｎ ｃｅ ｕ ｒ ｎ ． ｉ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｇ ｄ ｃ ｎ ｅ ｔｄ ｉ ｖ ｒｅ ；ｄ ａ ｌ ｓ ｄ ｌ ｏ ｙ ｒ ｓ： ｒ —ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｅ ｒ ｕ ｌｃ ｏ ｅ ｏ ｐ；ｒ ｐ ｔ ｉ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｉ ｔ ｅ ｅｉｖ ｏ ｔ ｔ ｏ
１ 引 言 并 网逆 变 器 是 太 阳能 、风 能 和 燃 料 电池 等 可
再 生 能源 发 电系统 的重 要 组 成 部 分 。在 对 并 网逆
偿 器 ，使并 网逆变器能稳定运行并输 出较高 的电
能质 量 和 较 低 的 电流 谐 波 。
２ 电 流 双 闭 环 结 构 的 并 网 控 制 方 案
ｃ ｒｅ ｔ ｏ ｐ ｓ ｅ ， ｄ ｓｇ ｍｅｈ ｄ ｆ ｅ ｅｉ ｖ ｃ ｎ ｒ ｌ ｌ ｏ ｔ ｍ ｕ ｄ ｒ ｕ ｌ ｌｓ ｄ ｏ ｐ ｓ ｌ ｐ ｏ ｏ ｅ ． ｕ ｒ ｎ ｌｏ ｉ ｓ ｔ ａ ｅ ｉｎ ｔ ｏ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉｅ ｏ ｔ ａｇ ｒ ｈ ｔ ｏ ｉ ｎ ｅ ｄ ａ ｃｏ ｅ ｌ ｏ ｉ ａｓ ｏ ｒ ｐ ｓ ｄ Ｔ ｅ ｒｔ ａ ｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ ｅ ｐ ｒ ｎａ ｅ ｕ ｔ ｖ ｒｆ ｈ ｔｔ ｅ ｄ ａ ｌ ｓ ｄ ｌ ｏ ｅ ｅ ｉ ｖ ｏ ｔ ｌ ｂ ｓ ｄ ｉ ｖ ｒ ｒ ｈ ｓ ｈ ｇ ｈ ｏ ｅ ｉ ｌａ ａｙ ｉ ｎ ｘ ｅ ｍｅ ｔｌ ｒ ｓ ｌ ｅ ｙ ｔ ａ ｈ ｕ ｌｃｏ ｅ ｏ ｐ ｒ ｐ ｔ ｉｅ ｃ ｎ ｒ ａ ｅ ｎ ｅｔ ａ ｉ ｈ ｃ ｉ ｓ ｉ ｔ ｏ ｅ
基于pi+重复控制的单相逆变器研究
基于pi+重复控制的单相逆变器研究文章标题：基于Pi+重复控制的单相逆变器研究1. 背景介绍单相逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置，广泛应用于太阳能发电系统、电动汽车充电桩等领域。
而在单相逆变器的控制算法中，Pi+重复控制是一种常见的控制策略，具有较好的动态性能和稳定性。
本文将围绕基于Pi+重复控制的单相逆变器进行深入探讨。
2. Pi+重复控制原理及特点Pi+重复控制是一种混合控制方法，结合了比例积分控制和重复控制的优点。
在单相逆变器系统中，Pi+重复控制可以有效抑制谐波、提高电流质量，并且具有良好的鲁棒性和动态响应。
其控制原理涉及到频率锁定环（PLL）和电流环控制，能够实现高精度的交流电压输出。
3. Pi+重复控制在单相逆变器中的应用通过Pi+重复控制算法，单相逆变器可以实现高效、稳定的能量转换。
该控制策略在太阳能逆变器、UPS电源系统、电动汽车充电桩等领域得到广泛应用，为系统提供了可靠的电能输出。
4. Pi+重复控制的优化与改进随着电力电子技术的发展，对Pi+重复控制算法的优化和改进势在必行。
结合深度学习、模糊控制等新技术，可以进一步提高单相逆变器系统的性能和效率。
5. 个人观点及总结在单相逆变器研究领域，Pi+重复控制作为一种有效的控制策略，为系统的稳定运行和高质量能量输出提供了重要支撑。
未来，随着新技术的不断涌现，Pi+重复控制算法必将迎来更加广阔的应用前景。
通过对基于Pi+重复控制的单相逆变器进行深入研究，我们不仅可以更好地理解其工作原理和特点，还能够为相关领域的工程实践提供有力支持。
期待本文能为您带来对单相逆变器控制策略的深入理解，并激发更多关于Pi+重复控制算法的思考和探索。
在单相逆变器系统中，Pi+重复控制算法是一种常见的控制策略，具有较好的动态性能和稳定性。
但是，随着电力电子技术的发展和需求的不断增加，对Pi+重复控制算法的优化和改进变得尤为重要。
本文将继续探讨Pi+重复控制算法的优化与改进，并展望未来该算法在单相逆变器系统中的应用前景。
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重复控制逆变器并网电流控制技术研究作者：陈凯张杰来源：《中国测试》2015年第03期摘要：针对在逆变电源系统中因模型的不精确及系统负载的非线性、以及常规方法中基于完美对消思想设计的重复控制器无法满足逆变电源的控制需求且设计复杂等问题，提出一种新的重复控制器设计方法，利用数字滤波器代替重复控制补偿器，并将内模系数和补偿器等效为同一个低通滤波器。
将改进后的重复控制器与PI控制相结合，形成复合式控制系统，进一步提高电流跟踪速度，减小电流谐波含量。
并通过运行Matlah仿真模型和具体实验平台测试，验证该方法的可行性和良好性能。
关键词：比例积分控制；重复控制；总谐波失真（THD）；并网逆变器文献标志码：A文章编号：1674-5124（2015）03-0091-050 引言并网逆变器是分布式并网发电系统的关键部分，它将直流电能变换成交流电能并传输到公共电网，供电网负载使用。
为减小对电网的污染，分布式并网发电系统必须具有高功率因数和低并网电流谐波含量。
根据IEEE的相关标准，对于太阳能光伏发电系统和风力发电系统，允许的最大电流谐波含量为5%。
应用最为广泛的并网控制算法是比例积分（PI）控制、谐振控制（PR）和重复控制。
PI 控制具有简单、易离散、参数整定确定和鲁棒性强等特点，但是其难以精确跟踪时变的交流正弦信号，系统将存在稳态误差；PR控制具有良好的稳态性能，可以提高输出电流质量，但前提是每一个谐波频率都对应一个谐振控制器；重复控制是一种基于内模原理的控制方法。
重复控制能够消除周期性误差信号和最小化电流谐波含量，已广泛用于逆变系统中。
但是由于重复控制器中周期延时的存在，使得重复控制器不能立即输出，而是延迟到下一个周期才会输出，而对于当前周期的误差信号没有任何调节作用，因此系统动态性能较差。
本文首先分析光伏并网逆变器系统模型和重复控制理论，提出一种改进的重复控制器设计方法，并将改进后的方法用于与PI控制相结合的复合式控制系统。
1 并网电流控制系统建模并网光伏发电系统一般由光伏电池板、并网逆变器和电网组成。
单相并网逆变器的核心部分一般包括逆变电桥和LC滤波器。
逆变电桥完成高频调制，实现直流变换为交流，再经LC 滤波器后得到并网电流。
并网环节核心电路如图l（a）所示。
UAB为经过全桥开关调制的PWM电压，U N为电网电压，U L为电感两端压降，I o为U L作用下电感上的电流，r为电感内阻，L为滤波电感，C为滤波电容。
滤波电容容值很小，对并网电流影响很小，因此建模时忽略不计。
从而得到的等效并网滤波结构如图l（b）所示。
根据图l（b）所示系统并网结构图.可得滤波电感两端的电压电流关系：对式（l）进行拉普拉斯变换得：由于死区、系统误差、直流母线的波动和电网的干扰等因素的存在，会使得并网电流产生畸变。
为了得到高质量的并网电流波形，可采用并网电流的反馈控制方法进行电流波形调节。
并网逆变器的并网电流反馈控制框图如图2所示，图中I ref为并网电流期望值，厶为实际并网电流，G I（s）为并网电流控制器，K pwm为逆变全桥增益系数，U N为电网电压，G T（s）为输出滤波环节，即1/（L s+r）。
2 重复控制器理论基础及性能分析重复控制是基于内模原理的一种控制方法，其系统框图如图3所示。
其中，R（z）为参考输入信号，Y（z）为实际输出信号，E（z）为参考信号与实际信号的偏差，P（z）为系统模型传递函数，D（z）为系统干扰信号。
为了使得内模系统具有更强的稳定性，必须使得内模引入的Ⅳ个极点位于单位圆内，即|zi|由|zi|内模输出中包含了参考信号与实际信号及干扰信号的误差信息后，为实现控制对象P （z）输出完美跟踪此信号，需要根据P（z）的特性来设计补偿函数S（z）。
图4为不同输出功率情况下，P（z）的幅频特性图，当输出功率变化时，只在谐振频率点附近幅频特性有较大变化，在其他频率下影响很小。
目前使用较多的补偿函数S（z）的设计方法有：P（z）低频段具有零增益零相移的特性，不需要补偿；在P（z）的谐振频率处的相移较大，需要使用陷波器对谐振点附近的幅度进行衰减；在P（z）谐振频率以上的高频段，引入二阶滤波器对幅度作足够的衰减；最后在P（z）谐振频率以下的中频段，需要用超前环节z x进行补偿，x值取决于P（z）和二阶滤波器的合成相移大小。
以此，补偿器由3部分构成：二阶低通滤波器、相位补偿环节和陷波器。
对于本文研究的逆变器而言，首先，系统全频段模型难以精确描述，因此无法使用基于完美对消思想的方法进行重复控制器设计；其次，由于不同输出并网电流时，控制对象的幅频特性发生变化，因此对于已经发生变化的控制对象无法直接使用上述方法进行重复控制器的设计。
3 改进重复控制器的分析与设计第1节中建立的系统模型为一个二阶模型系统，其零点都在单位圆内，所以补偿器可设计为S（z）=P-1（z）f low_pass，f low_pass，为低通滤波器。
由图4可知，控制对象P在中低频段保持零增益和零相移，在高频段存在很大的衰减，所以P-1的特性主要表现在中低频段，即在中低频段P-1=l，可将补偿器简化为S（z）=f low_pass。
因此补偿器S（z）的设计，可转化为低通滤波器的设计。
根据系统框图求得系统误差信号对于输入信号的传递函数为其中，要使系统稳定，则|zi|若式（5）成立，则，则极点的分布位于以O为圆心，半径为r的圆内。
由上述分析可得：当取得最小值，则，得：将式（6）代入，可得：分析式（7）易知，当时，r取得最小值为0，则系统极点全部位于原点，并且可得Q=S （z）P（z），此时系统具有最好的性能，因此推导出了内模系数Q与补偿器S（z）及控制对象之间的最佳关系。
上述分析中，已将补偿器简化为S（Z）=f low_pass，而系统模型P（z）为二阶低通性质函数，根据Q=S（z）·P（z），所以Q也为具有低通性质。
在确保稳定性的前提下，可以令Q=S （z），且都为低通滤波器。
在中低频段时，SP的补偿精度高，幅频特性为零增益、零相移，可以保证Q=S（z）P（z）≈1，以获得最快的收敛速度和最好的谐波抑制特性；在高频段时，SP具有较强的衰减，幅值很小，而且相位补偿误差大，为了提高系统稳定性，可以选取较小的Q值。
当（取较小的值后，稳态误差衰减系数也逼近于l，但是由于SP的强衰减，所以较小的Q值对高频段的稳态误差不会影响。
因此，可以将内模系数Q与补偿器S（z）的设计合二为一。
在设计低通内模系数与补偿器时，可以引入低通FIR数字滤波器，它不会给系统性能带来很大的影响。
因此，通过引入低通滤波器解决了由于模型不精确而不能用完美对消思想设计的问题。
采用低通FIR数字滤波器，可以方便、准确地设计出通带损耗小、阻带衰减大、且具有线性相移的低通滤波器。
当选取单位脉冲响应h（n）为偶对称，N为奇对称的滤波器时，可以满足系统的要求，并且相移为整数，可以精确的补偿。
结合逆变器的特点，可以将重复控制器补偿器的设计问题转换为低通FIR数字滤波器的设计。
根据本文系统模型参数，设计FIR数字滤波器需要的参数，如表1所示。
滤波器的设计利用Maclab中的fdatool工具实现，得到的滤波器幅频特性如图5所示。
按照表l的参数需求设计的滤波器阶次N=67，滤波器的系数h（n）如图5中每个点所对应的纵坐标所示。
4 基于重复控制与PI控制相结合的复合式控制方法对于分布式并网逆变系统而言，因为环境特性的变化会导致逆变器直流输入端功率剧烈变化。
以光伏发电系统为例，太阳能靠自然条件决定，当光照强度发生快速变化时，逆变器直流输入端功率也将快速变化。
因此控制器应具有快速的动态性能，以快速调节输出功率，从而使系统输入输出功率快速达到平衡。
因此，可以通过重复控制改善稳态性能，通过PI控制改善动态性能，这样同时可以兼顾稳态性和动态性。
基于重复控制与PI控制相结合的复合式控制系统框图如图6所示。
PI控制器和重复控制器并联使用，作为一个整体串联在系统的前向通道上构成电流控制器，两者都是以输入参考信号与实际输出信号的误差为输入，共同对输出并网电流起调节作用。
一方面，当系统处于扰动调节阶段时，例如光照突增突减、本地负载剧烈变化等，跟踪误差突然增大时，此时考虑重复控制的滞后性，PI控制器可以立即起到调节作用，保证系统动态性。
另一方面，当系统处于稳定运行状态时，系统的误差很小，系统的主要调节作用来自于重复控制器内模的Ⅳ个“准积分”环节；而PI控制器的作用很小，对系统的影响很小。
根据控制理论可知，复合控制系统的稳定性取决于各个子系统的稳定性。
因此，当重复控制器和PI控制器单独作用时系统是稳定的，那么共同作用构成的复合控制系统仍然是稳定的。
因此二者构成的复合式控制系统是稳定的。
5 仿真和实验结果根据系统工作原理的分析，基于Matlab/Simulink建立了光伏并网逆变器系统仿真模型，主要包括MPPT模块、并网电流控制模块、SPWM产生模块、继电器控制模块等。
改进后的重复控制仿真结果如图7所示，由图7（a）可以看出，系统输出电流能较好地跟踪指令参考电流信号；图7（b）表明系统具有很小的稳态误差，稳定性能好；图7（c）表明系统输出电流总谐波含量（THD）达到0.69%，电流质量高，完全满足设计要求。
将重复控制器与PI控制的复合式控制策略进行仿真，如图8所示。
设PI环节中的Kp=0.1，Ki=0.0001，重复控制器采用上文改进后的重复控制器。
分析可知，与单独使用重复控制器控制相比，图8中误差信号在第一个周期就得到了调节，并且由图8（b）可以看出在系统稳定后，稳态误差更小；由图8（c）可知电流THD达到0.11%。
因此，与单独使用PI控制、重复控制器相比，采用重复控制器与PI控制相结合的复合式并网电流控制策略具有更加好的稳定性和动态性，得到的并网电流质量也更高。
为进一步验证以上的仿真结果，在700VA工频隔离型单相并网逆变器上，对本文所分析的重复控制和PI控制结合的复合控制方案进行了实验研究，实验样机的参数如表2所示。
图9表示440W和700W时的并网电流与电网电压波形图。
6 结束语本文研究了基于重复控制器的逆变并网电流控制方法。
提出一种改进的重复控制器设计方法，利用低通有限冲激响应数字滤波器内模系数和补偿器的设计方法，简化控制器设计。
同时为了改善系统动态性能，提出了重复控制器与PI控制相结合的复合式控制策略，二者优缺点互补。
实验结果表明，复合式控制系统可以使系统并网电流质量更好，谐波含量更低。