入，

R 为线路的等效电阻。由于电网电压在一定范围内稳定，控制逆变器输出的电流与电网

电压同相位，即其功率因素为

1，即能完成最大效率的输送。 

　　

2.2.2 偏移型直流分量抑制算法 

　　无差拍控制的思路是根据当前采样周期电路的状态来预测下一周期开关器件的占空比
[7]，从而产生 PWM 波控制开关管的通断，为了解决由于测量元器件的零点漂移所带来的
偏移型直流注入问题，如式（

1）所示在电流控制环节加入一个电流补偿[KI×Iε]，每个正弦

波周期对注入的直流分量进行抑制，直到

[Iε=0]达到稳定状态，实验证明该方法简单有效，

具有很好的暂态响应和稳态响应：

 

　　式中：

[Uac（k+1）]为电网电压在第[k+1]次采样周期的平均值；[TS]为功率器件的开

关 周 期 ；

N 为 每 个 周 期 的 采 样 次 数 ； [iL （ k ） ] 为 第 k 次 周 期 电 感 电 流 的 采 样 值 ；

[iref（k+1）]为电感电流在第[k+1]周期的参考值；[udc]为升压级输出的直流电压。 
　　假设图

4 为一个周期内滤波电感电流的理想波形，周期为 T，每周期采样次数为 N，

该直流抑制算法只需要对称提取靠近峰值附近大约

20 个点（N=200 时），如图 4 中灰线条

所框起来的部分：

 

　　如果

[iLi]中不含直流分量，由图 4 可知：[iLi=-iLN-i-20]，[iLi+1=-iLN-i-19

…iLi+20=-

iLN-i]带入式（3）即得[iε=0]。当[iL（t）]中含有直流分量[idc]时，[iε

≠0]，其值的大小代表

[iL（t）]中含直流分量的多少，[iε（t）]的值越大说明所含直流分量的值也越大。在无差拍
电流控制环中，将

[iε（t）]乘上一个比例系数 KI 作为一个负反馈补偿。KI 的大小与电路结

构有着密切的关系，需要根据实际情况恰当的选择

KI，以实现快速且稳定的直流抑制。 

　　

2.2.3 仿真分析 

　　为了验证理论分析和直流抑制控制方法的有效性，在

Matlab/Simulink 环境下进行时域

仿真

[10-11]，图 5 为时域仿真搭建的电路模型。 

　　直流母线电压为

380 V，系统开关频率设置为 10 kHz，滤波电感 40 mH，滤波电容 850 

μF，并网电流幅值为设置为 20 A。为了让仿真效果更明显，这里假设电流与电压测量电路
存在

5%的输出失调，并网电流波形仿真效果如图 6 所示。 

　　图

6 中初始时刻并网电流存在一定量的直流电流，经过闭环补偿环节不断调节，在

0.15 s 时刻后，直流分量得到充分抑制。为了更直观地分析并网电流直流分量的变化情况，
这里用

Simulink/Fourier 模块对并网电流波形进行傅里叶分析，提取其直流分量，如图 7 所

示。分析可知

0.15 s 后直流分量仅有 0.02 A，为额定电流的 0.12%。直流分量逐步被抑制，调

节速度快且稳态响应好。

 

　　图

8 为并网电压与电流的仿真波形，可以看出基于无差拍控制算法下所补偿的直流抑

制环节达到了很好的效果，且不影响无差拍控制本身良好的动态性能和稳定性。

 

　　

3 结 语 

　　本文提出一种简单有效的偏移型直流抑制算法，其具有简单、快速、有效、实用等特点。
根据实际工程应用提出的电流环补偿方法只需要占用少量的芯片资源而无需增加额外的硬
件设施，可以广泛的用于数字化的控制算法中。同时对非线性的直流注入做了具体分析，并
定量地给出了元器件的非线性对直流注入的影响，为测量元器件的选择提供了非线性指标
的参考。仿真结果表明，基于无差拍控制基础上的电流补偿环节可以有效地抑制直流电流的
注入。

 

　　参考文献

 

　　

[1] 周林，杨冰.光伏并网系统中直流注入问题最新进展及发展趋势[J].电力系统保护与

控制，

2012，40（6）：148?153. 

　　

[2] 叶智俊，严辉强，余运江.一种简单的逆变器输出直流分量消除方法[J].机电工程，

2007，24（9）：50?52.