针对不同类型逆变器，其控制策略是不同的。离网型逆变器和并网型逆变器、单相逆变器和三相逆变器、LCL型逆变器和LC型逆变器均有与之相对应的控制策略。本节将主要介绍LCL型单相并网逆变器和离网型三相逆变器的控制策略介绍。

1.LCL型单相并网逆变器的控制策略

如图5.32给出了LCL型单相并网逆变器及其控制结构，其LCL型滤波器由逆变器侧滤波电感L₁、滤波电容C和网侧滤波电感L₂三者构成。保证并网电流i₂与电网电压u_g同相且保证并网电流幅值跟踪并网电流给定值I^∗并网逆变器的首要目标。电网电压u_g的相位由锁相环（PLL）获得，并网电流给定值I^∗由直流电压外环产生。由于电流内环的响应速度远高于电压外环，则可以对电流内环进行单独分析。并网电流i₂与其给定值i^∗₂的误差值，经过电流内环调节器G_i（s）得到信号v_r。反馈电容电流i_c经过反馈系数H_C后得到信号v_ic与信号v_r比较得到调制波。

图5.32 LCL型单相并网逆变器及其控制结构

LCL型滤波器比单L型滤波器具有更高的衰减高频谐波的能力，但它在谐振频率处存在-180°相角跳变，容易造成系统振荡甚至不稳定，因此必须采取一定的方法阻尼LCL型滤波器的谐振尖峰。为此，采用基于电容电流和并网电流反馈的双闭环控制，其控制框图如图5.33所示。其中，逆变器的传递函数等效为K_PWM，Z_L1（s）、Z_L2（s）和Z_C（s）分别表示滤波电感L₁、L₂和滤波电容C的阻抗。根据控制框图的等效原理，可以将基于电容电流和并网电流反馈的双闭环控制框图转换为如图5.34所示的简化形式。

图5.33 基于电容电流和并网电流反馈的双闭环控制框图

图5.34 双闭环控制框图简化形式

在图5.34中

根据图5.34可得系统的环路增益T（s）和并网电流i₂（s）的表达式，分别为

根据式（5.24）可以看出，逆变器输出的并网电流由两部分构成，其中一部分又给定电流i^∗₂（s）决定，另外一部分又电网电压u_g（s）决定。而电网电压在控制系统中相当于一个扰动量的存在，由于现实中电网电压含量大量的谐波，则逆变器实际输出的电流必然会含有大量谐波，从而增加并网电流THD。一般，为了消除电网电压对并网电流的影响，在控制结构中加入电网电压前馈环节，对此大量论文均有介绍，在此不再详述。

2.离网型逆变器的控制策略

采用下垂控制的三相全桥逆变器的系统总体结构图如图5.35所示。主功率电路为三相全桥拓扑，U_DC为直流输入电压，桥臂中点接LC型滤波器，L₂为确保逆变器输出呈感性而外接的连线电感；逆变器输出电压为滤波电容端电压u_o，三相滤波电感电流为i_L，流入微电网母线的逆变器输出电流为i_o。系统控制环路主要包括功率环控制器和电压电流双环控制器两部分。功率环控制器通过采样得到逆变器输出电压v_o和输出电流i_o，计算得到逆变器输出的有功功率P和无功功率Q，然后依照P-ω和Q-V下垂特性方程，生成内环控制器的参考电压u^∗_o；内环控制器采用电压电流双闭环控制，参考电压v^∗_o和输出电压反馈u_o经过电压环调节器，生成电流环的参考i^∗_L，此参考值与滤波电感电流反馈i_L经过电流环调节器，生成6路PWM驱动信号驱动逆变器桥臂开关管通断。可以看出，系统电压电流双闭环设计的目标是使逆变器输出呈现良好的电压源外特性，电压环控制使逆变器输出电压能够快速、准确地跟踪功率环生成的参考电压给定，电流控制进一步提高了系统的动态响应特性。

图5.35 下垂控制的三相全桥逆变器的系统总体结构

（1）功率环控制器的下垂特性方程

下垂控制是通过模拟传统电力系统中同步发电机的下垂外特性对逆变器实施控制的一种方法。下垂特性曲线如图5.36所示。从图5.36中可看出，逆变电源输出有功功率和频率呈线性关系而无功功率和电压幅值呈线性关系。当逆变电源输出有功功率为P₀和无功功为Q₀时，逆变电源输出电压的频率为ω₀，幅值为U₀，即运行于下垂特性曲线的额定运行点A点；当逆变电源输出有功功率为P₁和无功功率为Q₁时，逆变电源输出电压的频率为ω₁，幅值为U₁，即运行于下垂特性曲线的B点；可以看出，当逆变器输出的有功功率和无功功率变化时，逆变器输出电压的频率和幅值按照下垂特性曲线线性变化。

图5.36 下垂特性曲线

综上所述，下垂控制是通过调节微电网逆变器输出电压的相位和幅值来调节其输出的有功功率和无功功率的。(www.daowen.com)

逆变器的下垂特性方程为

式中，ω₀为电网额定角频率；U₀为电网额定电压幅值；P₀、Q₀为微电网逆变器在额定电网电压频率和幅值情况下对应的指定有功功率、无功功率输出；参数m、n分别为有功-频率、无功-电压下垂系数。

（2）电流内环的解耦控制

由于电流d轴分量和q轴分量相互耦合，因此需要d轴、q轴电流进行解耦控制。为了实现解耦控制，令

式中，u_id和u_iq为电流环PI控制器的输出。

根据式（5.26）所示的解耦控制方案，可以获得如图5.37所示的电流环解耦控制的原理框图。

图5.37 电流环解耦控制的原理框图

经过该解耦控制后，可以得到电感电流的微分方程为

这样就可以对上述控制框图进行简化，简化后的电流环控制框图如图5.38所示。

图5.38 简化后的电流环控制框图

（3）电压外环的解耦控制

根据电流环解耦控制的思路，同理可以分析电压环，三相电压源型逆变器在dq两相旋转坐标系下的电容电压的状态方程，可以改写成微分方程为

对d轴、q轴电压进行解耦控制，令电流环的参考为

根据式（5.29）的解耦控制方案，可以获得如图5.39所示的电压环解耦控制的原理框图：

图5.39 电压环解耦控制的原理框图

通过上面的分析可知，解耦控制的过程实际上就是在各轴PI调节器输出中注入含有其他轴信息的分量，注入分量与被控对象产生的耦合量大小相等、方向相反，从而抵消掉耦合量的影响。