文献综述
1.课题研究的现状及趋势
现如今化石类不可再生能源的短缺、环境污染严重以及社会对于电能需求增大等问题尤为突出。可开发利用的新能源较多，像核能、风能、潮汐能、地热能等，都是现在，研究的热点新能源。这些新能源相比于传统的化石类能源都有着相当大的优势，但和太阳能比较起来还是有显著地缺点，如风能稳定性不好，发出的电能质量不够高；潮汐能利用起来不方便；地热能受到地域的限制；核能则一旦泄漏危害很大；而太阳能不存在上述问题，它具有能量巨大，发电时不出现污染，在任何区域都能实现发电等特点，故人们认为太阳能发电是我国未来能源结构中，最具有发展潜能的能源形式[1]。
在光伏发电系统中,逆变器作用是把太阳能电池发出的直流电转换成与市电电压同频同相的交流电[2]。它对光伏发电系统能否顺利、高效地并网起着决定性作用。光伏并网逆变器的控制策略是光伏系统并网控制的关键[3]。光伏并网逆变器的控制策略主要包括太阳能电池的最大功率点跟踪控制(MPPT)技术、并网电流控制技术和孤岛效应检测及防止技术等[4]。
太阳能电池的最大功率跟踪技术能够根据不断变化的外界环境自动寻找到其光伏电池的最大功率输出点，使太阳能电池得到最大限度的充分利用，提高太阳能的转换效率[5]。最大功率跟踪方法有很多，目前常用的有恒定电压跟踪法、扰动观察法、电导增量法等[6]。这些控制算法相对简单，易于实现，但存在振荡和误判的问题。针对以上方法进行了改进，提出了基于变步长的扰动观察法、基于功率预测的扰动观察法、基于滞环比较的扰动观察法、基于变步长的电导增量法及基于功率预测的电导增量法等[7,8]。近年来，随着智能控制理论的发展，模糊逻辑控制、人工神经网络控制等理论渗入到电气工程的各个领域，也在光伏发电的最大功率跟踪技术上得以应用[9]。基于模糊理论的MPPT控制及基于人工神经网络的 MPPT 控制等控制方法逐渐得到了应用[10]。
并网电流控制技术是光伏并网逆变器软件控制的关键，也是目前的技术难点。光伏并网标准对并网电流质量做出了严格规定，光伏并网逆变器输出电压电流与电网电压需同频同相[11]。目前，常用的控制策略有滞环控制、无差拍控制、重复控制、空间矢量控制和双闭环控制等[12]。
在国外，逆变器技术己经非常成熟，如德国的sMA和美国的Satcon等公司的产品己经市场化了，其中SMA公司生产的光伏逆变器已占有欧洲市场的一半左右。与欧洲相比，以美国、日本为代表的发达国家所生产的并网逆变器技术也是非常成熟的[13]。到目前为止，SMA光伏并网逆变器主要分为三类:组串型光伏逆变器、集中式光伏逆变器和多支路光伏并网逆变器，其中由SMA生产的SB (Sunny boy)系列的光伏并网逆变器为例，其特点是:逆变效率高、功率因数接近1、失真度小。多支路光伏逆变器是SMA公司的新产品，其具有最大功率点跟踪功能和直流交流两种能级结构，多个并联支路共用一个逆变电路。西门子公司生产的光伏并网逆变器与SMA公司的逆变器不同的是它采用了主从式结构，这种逆变器是多个逆变器通过串并联来到达用户要求容量光伏发电系统。除了上述两家公司以外，美国的Satcon公司所生产的光伏逆变器类型和西门子的产品基本相同，为了满足客户的需要也将多台逆变器并联构成系统，而且在逆变器中集成了MPPT(Maximum Power Point Tracking:最大功率点跟踪)环节[14]。
与国外发达国家相比，我国的光伏逆变器技术还有很大的差距。就国内而言，合肥阳光电源有限公司、中国科学院电工研究所等科研单位对光伏逆变器进行了研究，并研制成功了小中大功率的逆变器，其逆变效率接近国际水平。现在国内对光伏并网逆变器的研究还是采用MPPT和逆变器分离的结构，并且产品型号也比较单一，最为重要的是光伏并网逆变器的生产和我国的光伏产业政策还没有达到一致[15]。但是随着电力电子及控制技术的发展，我国在光伏发电产业方面，面临如此巨大的国内市场需求和广阔的发展前景，要实现国内光伏发电的商业化，就必须全面提升我国的光伏并网技术，特别是核心技术即光伏逆变器，这样光伏发电在我国才会得到更加全面的发展，因此要发展我国的光伏发电系统必须真正掌握光伏发电的核心即逆变器技术[16]。
2.意义和价值
