逆變器按照直流側電源特性分為電壓源型逆變器（Voltage Source Inverter, VSI）與電流源型逆變器（Current Source Inverter, CSI）。VSI只能工作在直流電壓恒定且高于交流側電壓峰值的場合，并且輸入電流脈動大，需要插入死區防止出現上、下橋臂直通。與VSI相比，CSI具有升壓作用，無需直通保護等優點。在單級升壓大容量變換場合，尤其是光伏電池并網系統中，CSI相比VSI更加適用。

近年來國內外學者對電流源型逆變器的研究已經取得了顯著的成果。文獻[9]以配電網無功補償為背景，將電流型空間矢量調制策略（Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM）運用到靜止無功發生器中，取得了一定的補償效果，但是未考慮儲能電感電流充放電的問題。

文獻[10]分析了CSI疊流時間的作用機理，根據當前電流、電壓的極性關系，采用正鋸齒或負鋸齒載波信號以減小疊流時間產生的非線性誤差。文獻[11,12]分別針對CSI的共模電壓、共模電流問題，對電流型空間矢量調制技術進行了改進，共模電壓、共模電流得到有效抑制。

文獻[13]為了實現對儲能電感電流的控制，在儲能電感前增加一個電流源型整流器，通過控制占空比實現對母線電感電流的控制，提出了電流最大調制比控制策略，即在不出現過調制的前提下使母線電流保持最小，降低損耗。但是該拓撲是基于交流-直流- 交流（AC-DC-AC）類型的變換器，前級需要一個大功率的三相交流電源，不適用于DC-AC逆變器。

文獻[14-16]在直流側引入準Z源電流源型變換器，從理論上推導出該拓撲的幾種工作模式與運行范圍，量化了輸出電壓與控制變量及功率因數之間的關系。但是未能對準Z源電流源型逆變器的輸出電壓控制策略進行研究，且系統結構過于復雜。文獻[17]在直流電源與儲能電感之間增加了一個H橋環節，實現直流電壓到電流的變換，能夠在不影響交流輸出的前提下實現直流儲能電感電流的穩定，但是開關器件數量過多，損耗增大。

相較以上兩種拓撲結構，文獻[18]對傳統電流源型逆變器拓撲結構進行了改進，在儲能電感上并聯旁路開關器件，通過對開關器件的控制能夠有效抑制直流側儲能電感電流的不斷增加，降低儲能電感的設計值。但是沒有給出直流側儲能電感電流的具體控制方法以及基于改進拓撲結構的調制策略。

文獻[19]針對三相電流源型永磁同步電機驅動系統，在兩相旋轉坐標系下分別采用不同的解耦方法設計出幾種定子電流控制策略，但是僅對交流側進行建模，未考慮空間矢量調制過程中對儲能電感電流的影響。文獻[20]從電機控制系統在兩相旋轉坐標系（dq軸系）下的解耦性、抗擾動能力以及魯棒性三個方面對實系數、復系數兩種形式的PI調節器展開研究，為PI調節器的選取、參數設置提供借鑒。

文獻[21]針對逆變器并網裝置中電流所產生的高次諧波問題，提出了一種集無差拍控制和改進型重復控制于一體的復合控制策略，能夠有效改善波形質量且穩態、動態性能良好。

本文在現有研究基礎上，以三相電流源型PWM逆變器作為研究對象，針對改進后的CSI拓撲結構的三種工作模式進行分析，提出一種基于儲能電感電流控制的調制策略以及儲能電感電流最優給定值的確定方法，在dq軸系下設計負載電流的雙閉環控制系統。最后通過仿真與實驗對比驗證了論文提出的調制與控制策略的正確性。

圖22 CSI樣機外觀圖

結論

仿真與實驗結果一致證明了本文提出的調制策略與控制方法的可行性，解決了傳統CSI逆變器儲能電感電流斷續或持續增加的問題，最終得到以下結論：

1）在改進型CSI拓撲中引入續流開關模式，在調制過程中能夠根據直流儲能電感電流與指令值的大小關系，確定當前開關周期對續流模式和充磁模式的選擇。實現了儲能電感電流的主動控制，解決了傳統三相CSI儲能電感電流斷續或持續增加的問題。

2）推導出儲能電感電流最優給定值的確定方法，能夠根據元器件參數與期望負載電流的幅值、頻率計算得到。仿真與實驗結果均證明了該設計值在滿足交流側電流需求的前提下能夠將儲能電感電流維持在一個盡量小的范圍，有效提高電流利用率并降低損耗。

3）本文在兩相同步旋轉坐標系下設計了電壓內環-電流外環控制系統，負載電流的控制效果良好，無穩態誤差，動態響應快，與儲能電感電流之間不存在耦合關系，能夠獨立控制。