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隨著風電、光伏發電等可再生能源大量并網，當可再生能源的比例達到一定程度時，電網調節能力嚴重下降。因此，提高可再生能源發電系統中并網設備控制參數，降低諧波發生，成為解決電網電能質量的關鍵。

并網逆變器是可再生能源發電系統向電網輸送電能的接口單元，其控制性能直接影響入網電流的波形質量，即盡可能減小入網電流的總諧波畸變率（Total Harmonic Distortion, THD）。

并網逆變器入網電流諧波含量控制的方法有基于內模原理的PI控制、比例諧振控制（Proportional Resonant, PR）、比例多諧振控制（Proportional Multi-Resonant, PMR）、重復控制（Repetitive Control, RC）等。

PI控制理論成熟，設計方法簡單，常用于三相并網逆變器中，通過坐標變換，能夠在與基波頻率同步旋轉的dq坐標系下對交流側三相對稱的正弦基波信號實現靜態無差跟蹤，但PI控制方式無法有效抑制多頻率諧波畸變，且對于單相或三相不對稱逆變器，PI控制難以借助坐標變換實現對正弦信號的靜態無差跟蹤。

PR控制可以對某一頻率正弦交流信號進行靜態無差跟蹤。為了提高PR控制對系統參數變化的魯棒性，常采用比例準諧振控制器。但針對逆變器死區產生的多頻率諧波或電網背景諧波，需要多個諧振控制器并聯構成PMR控制器才能取得良好的穩態精度。然而多個諧振控制器并聯造成的相位滯后可能導致系統不穩定。盡管可以通過對諧振控制器進行相位補償提高控制器性能，但增加了系統設計的復雜度。

含有某一類頻率信號內模的RC，能夠對此頻率基波信號及其諧波信號進行靜態無差跟蹤或擾動消除，目前已廣泛應用于各種逆變器控制場合。然而，RC內模中的延遲環節使其動態性能較差。為了解決此問題，有學者提出分數相位超前補償方法，提高RC控制增益，進而提高誤差收斂速度；有學者提出多速率RC的通用分數階相位超前補償方法，改善了系統動態性能。此外，為了提高整個系統的動態性能，常將RC與PI控制共同使用。

針對LCL型并網逆變器，有學者對比分析了RC與PI分別串聯和并聯的兩種復合控制策略，指出串聯復合控制對諧波的抑制能力受PI控制器參數的制約。而RC并聯PI復合控制策略的諧波抑制能力不受PI控制參數影響，且系統具有良好的動態性能和魯棒性。然而，這種并聯復合控制策略中的控制器存在耦合，使得并網逆變器動態過程中發生電流畸變，因此RC并聯PI復合控制策略并不是最優復合控制策略。

由于RC與PR/PMR都是基于內模原理，且都含有正弦信號的內模，因此，它們具有相通之處。根據指數性質，RC可以展開成負比例控制、積分控制和多諧振控制之和。然而，負比例控制對系統的動態性能會起反作用，將降低系統動態響應速度，甚至影響系統穩定性。

為此，中原工學院電子信息學院、南京航空航天大學自動化學院、國家電網江蘇省電力有限公司的研究人員提出一種基于RC并聯比例控制（Proportional Control, PC）的新型復合控制策略。相比傳統RC并聯PI控制，重復-比例復合控制具有設計參數少、設計思路清晰、設計流程簡單、穩態性能好、動態響應快等優點。

圖1 復合控制系統結構框圖

圖4 重復-比例復合控制器系統框圖

圖5 單相L型并網逆變器模型

首先，根據重復控制器頻域展開式，推導出重復-比例復合控制器可以由重復控制器和比例控制器并聯構成；其次，分析新型重復-比例復合控制器的穩定性及參數設計理論依據；最后，以L型單相并網逆變器為被控對象，給出復合控制器的參數設計流程。實驗結果驗證了該復合控制器能夠同時抑制多個頻率的電流諧波，并具有快速的動態性能。

研究者得出結論如下：

• 1）提出了一種基于RC并聯PC的新型復合控制策略，對比分析了RC并聯PI與RC并聯PC兩種復合控制策略的頻率特性。分析了RC并聯PC的復合控制的穩態性能及參數設計機理。
• 2）以L型單相并網逆變器為例，給出了重復-比例復合控制器的詳細參數設計流程。
• 3）相比傳統RC并聯PI控制，重復-比例復合控制器需要設計的參數更少，設計思路更清晰，設計流程更簡單，且具有更好的穩態性能，即入網電流的THD降至2.68%。同時，參考電流突變時，過渡時間在3個基波周期內。
• 4）提出的重復-比例復合控制器不僅適用于L型并網逆變器，也適用于LCL型并網逆變器。

相關研究成果已發表在2019年第24期《電工技術學報》上，論文標題為“用于并網逆變器諧波抑制的重復-比例復合控制器分析與設計”，作者為趙強松、陳莎莎、周曉宇、王曉雷、王雙紅。