一、基本信息

项目名称：高频功率变换与系统设计

项目级别：省级

课程名称：高频功率变换与系统设计

授课对象：2021级电气工程硕士

教学章节：第四章 第二节 控制结构设计

使用教材：张兴等《高等电力电子技术》，机械工业出版社

二、教学案例设计思路

控制结构设计以LCL滤波器的并网逆变器为例进行整体讲解。对于基于LCL滤波器的VSR而言，可采用三环控制策略：外环为直流侧电压控制环（稳定直流电压）；中环为输出电流控制环（有功、无功电流控制）；内环是在中环的基础上引入交流侧LCL滤波器中某一变量的反馈控制，以提高系统的稳定性。

以LCL滤波器的并网逆变器主要应用在光伏发电并网系统中。我国光伏逆变器市场占有率高，技术相对比较成熟，全球十大光伏逆变器企业中国占六席。国内外光伏逆变器的发展体现了我国科技发展的积极状态，让学生具有民族自豪感以及专业认同感。

三、教学目标

1.知识与技能目标

掌握三环控制的结构和设计思路

掌握控制结构参数选择对于系统的影响

2.思想政治教育目标

爱国热情、使命担当

四、教学重点难点

重点：控制环路选择

难点：控制参数选择的原则

五、教学过程

以电容电流为反馈变量的系统比以电感电流为反馈变量的系统在低频段具有更小的输出阻抗，因此系统具有更好的抗扰性能。当新能源并网应用该电路反馈控制策略时，系统具有较高的阻尼，系统更加稳定。

该电路更常用于光伏发电并网系统，称为光伏逆变器。曾经全球最大的光伏逆变器生产厂商是德国的SMA，曾经全球市场占有率超过60%，随着近几年中国光伏逆变器技术的成熟和高性价比，市场占有率第一变成了中国的阳光电源，甚至排名前三位的都是国产光伏逆变企业。

拓展阅读：

《可改善微网电压调整的容性等效输出阻抗逆变器》吕志鹏