隨著全球工業(yè)的發(fā)展，能源危機和環(huán)境惡化問題日益嚴重，新能源的開發(fā)與利用越來越得到人們的重視，而逆變技術是新能源發(fā)電系統(tǒng)中的關鍵技術。隨著家庭光伏能源使用率的逐步提升，中小功率逆變器將成為未來光伏系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，然而單相逆變器輸入側(cè)低頻紋波在很大程度上影響逆變器的多項性能。

例如，在燃料電池的應用中，低頻脈動功率會增大燃料電池的損耗、降低系統(tǒng)的動態(tài)響應；在光伏發(fā)電場合會影響電路的最大功率點跟蹤（maximum power point tracking, MPPT）和光伏電池板的能量利用率，存在瞬時功率不匹配導致光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率降低等問題。

為了抑制單相逆變器輸入側(cè)低頻紋波量，往往在逆變器輸入側(cè)并聯(lián)大電容，可以起到濾波作用，但存在體積增大以及電解電容壽命與光伏電池不匹配等問題，采用功率解耦技術的單相逆變器，可以在有效抑制紋波的同時，實現(xiàn)逆變器的高功率密度、高變換效率，所以功率解耦技術引起了人們的重視。

結論

通過對多種研究方案在功率解耦電路、樣機額定功率、輸入濾波電容容量、解耦電路儲能元件大小以及二次紋波占比幾個方面進行了對比，各項數(shù)據(jù)見表1。

從表1中可直觀看出各類解耦技術中，DC級功率解耦技術紋波抑制效果最好，其中文獻[9]的無源解耦技術效果最明顯，但解耦電容容值較大。有學者采用有源功率解耦可達到較理想紋波抑制效果，也提升了逆變系統(tǒng)的功率密度，工程應用性較強。

有學者均在直流母線采用LC濾波器并依據(jù)控制策略來進行紋波抑制，實現(xiàn)前級逆變器對二次紋波帶阻特性，后者濾波電容更大，但紋波抑制效果更好。

AC級功率解耦中，有學者僅給出了拓撲結構和實現(xiàn)方法，對于帶功率解耦的三端口逆變器，電路構成較復雜，其中后者所用功率開關管更少，拓撲功能更多。

有學者利用拓撲固有優(yōu)勢，對濾波電容電壓參考控制量稍作改動即可實現(xiàn)紋波抑制，且無需引入功率解耦電路和大容量電解電容。

表1 各類功率解耦方案的參數(shù)及性能

通過以上對比總結以下幾點結論：

• 1）DC級解耦往往電路結構簡單，其中的無源解耦，雖紋波抑制率理想，但對于提升功率密度不理想；而有源解耦，可主動控制解耦電容能量傳輸，實現(xiàn)二次紋波抑制并使逆變器有較高的功率密度。
• 2）兩級式解耦方法不會額外引入開關管，現(xiàn)有文獻所述都是對二倍頻紋波實現(xiàn)高阻抗特性，只是各控制策略有所不同，對兩級拓撲優(yōu)點明顯，提高了系統(tǒng)的安全性，但不適用于單級逆變器拓撲。
• 3）AC級解耦技術明顯降低解耦電容容值，但控制性能較一般。
• 4）三端口解耦目前常見的是通過引入耦合端口繞組，控制策略簡單，由于存在漏感會導致能量損耗，同時由于耦合電感會增大逆變器體積，影響功率密度，增加設計成本。
• 5）無電解電容功率解耦策略是通過對主動在輸出交流側(cè)注入一定量的倍頻諧波，完成二次紋波抑制，提升了逆變器功率密度，但是此方法引入了其他倍頻諧波，對逆變器系統(tǒng)帶來新的干擾量，有待完善。
• 6）不同解耦電路對二次紋波的抑制情況和解耦電容容量大小不同，每種方法在成本，控制策略，拓撲復雜度都會存在各種的利弊，可結合自身研究拓撲的情況綜合選取解耦技術，討論內(nèi)容可為逆變器功率解耦研究提供參考。