第3章
电流控制型DC-AC变流器

在微电网中，光伏、风电等可再生发电单元可以就近为本地负载提供电能。然而，考虑到可再生能源的波动性，通常需要以变流器作为可再生能源和微电网之间的功率接口，从而实现可控的电源。

在离网运行的微电网中，母线电压需要通过变流器自行建立。以输出电压为控制对象的变流器，称为电压控制型变流器。相对的，在并网运行的微电网中，大电网直接锁定母线电压。此时变流器只需要控制输出电流，就能直接地实现输出功率控制。由于这一特性，该类变流器在不需要电压支撑的场合得到了广泛应用，被称为电流控制型变流器。本章以并网运行模式下的电流控制型变流器为讨论对象，细致阐述了该类变流器的拓扑结构和电路特点，建立了数学模型，并辅以仿真分析。

图3-1给出了并网工况下的电流控制型三相变流器拓扑。其中左侧为直流母线，其中性点为M；直流电压经三相两电平开关桥斩波后，输出高电压方波 v _s.abc ；高电压方波经电感接入三相交流微电网，电网电压为 v _g.abc ；三相交流微电网的中性点为N。需要说明的是，若M与N连通，则称为三相四线制系统；若M与N不连通，则称为三相三线制系统。这两种系统具有明显差异，会在后文中进行讨论。高电压方波 v _s.abc 及基频正弦电压 v _g.abc 如图3-2所示。

图3-3给出了高电压方波及基频正弦电压的频谱图，如图所示，高电压方波中含有大量的开关次谐波，而基频正弦电压中几乎不含开关次分量。可见，方波中的开关次分量几乎全部作用在了电感上。本章节将对这一现象进行理论分析，从而阐明滤波器的作用。在此基础上，本章节将进一步地对电流型变流器的控制原理进行讲解。