单相光伏并网逆变器的控制方法综述
与 PI 控制参数整定的探讨
一.摘要
本文是关于单相 H6 桥光伏并网逆变器的并网控制方法的综述，重点探讨采用电压电
流双环 PI 控制时 PI 参数整定的方法。首先确定控制环采用电压电流双环结构，分析得出相
应的结构框图与传递函数，分别对电压外环、电流内环使用的 PI 控制器进行参数整定，较
为详细地阐述了电流环的几种不同的整定方法，并作出 Bode 图进行对比分析；然后，针对
现有的不同的并网电流控制方法进行阐述，大致从每一种电流控制方法的控制原理、控制
结构或推导以及存在的缺点这三个角度分析，得出对今后分析具有指导意义的结论。
二.并网控制策略与 PI 控制器的设计与整定
2.1 总体控制思路
单相光伏并网逆变器实现并网运行必须满足要求包括逆变输出电压与电网电压同频同
相同幅值，输出电流与电网电压同频同相（单位功率因数），同时要求其输出满足电网的
电能质量要求，这些都依赖于逆变器的有效并网控制策略。逆变器并网控制技术作为光伏
并网发电研究中的关键部分，主要包括输出控制、MPPT 控制、锁相跟踪和运行模式切换
等技术。本文探讨的是这几大关键技术中的第一部分即输出控制。
逆变器的输出控制根据控制对象的区别大致可分为两类：输出电压控制与输出电流控
制。采用输出电压控制时，整个系统就相当于两个电压源并联运行，为了确保系统能够稳
定并网运行，就必须利用锁相控制技术使逆变输出电压与电网电压同步，同时通过调整输
出电压的幅值及相位来调节其输出电流的大小，但是这样会存在并联环流的问题。建立在
稳态电量关系的基础上，因而动态响应速度慢，其控制方法对系统参数的变化也较为敏感，
降低了系统的鲁棒性，由于无电流反馈控制，因而并网逆变器输出电流的波形品质难以保
证，甚至在动态过程中含有一定的直流分量；同时，电网电压在瞬态会产生畸变，也会影
响系统的控制效果。
当采用输出电流控制时，只需要控制逆变器的输出电流跟踪电网电压，同时设定输出
电流的大小，就可以实现稳定的并网运行，其控制方法相对简单，效果也好，因此得到了
广泛的应用。本文采用的总体控制思路即为电压源电流控制。
并网逆变器电压源电流控制采用的是输出电流反馈的电流源工作模式，它直接控制并
网逆变器输出电流的幅值和相位。相应的控制策略主要有：电流瞬时值反馈滞环控制、电
流瞬时值反馈与三角波比较（SPWM 波）控制、重复控制、比例谐振控制、无差拍控制、
预测电流控制以及复合控制等。先介绍广泛应用的 SPWM 波比较的控制方式。
2.2 电压电流双环 PI 控制方法
SPWM 波比较的控制方式也即正弦脉冲宽度调制法是以标准正弦波作为 PWM 的调制
波。如图 1 所示，SPWM 波控制方式是将参考电流值与输出电流的差值经调节器输出，与
