随着风电、光伏发电等可再生能源大量并网，当可再生能源的比例达到一定程度时，电网调节能力严重下降。因此，提高可再生能源发电系统中并网设备控制参数，降低谐波发生，成为解决电网电能质量的关键。

并网逆变器是可再生能源发电系统向电网输送电能的接口单元，其控制性能直接影响入网电流的波形质量，即尽可能减小入网电流的总谐波畸变率（Total Harmonic Distortion, THD）。

并网逆变器入网电流谐波含量控制的方法有基于内模原理的PI控制、比例谐振控制（Proportional Resonant, PR）、比例多谐振控制（Proportional Multi-Resonant, PMR）、重复控制（Repetitive Control, RC）等。

PI控制理论成熟，设计方法简单，常用于三相并网逆变器中，通过坐标变换，能够在与基波频率同步旋转的dq坐标系下对交流侧三相对称的正弦基波信号实现静态无差跟踪，但PI控制方式无法有效抑制多频率谐波畸变，且对于单相或三相不对称逆变器，PI控制难以借助坐标变换实现对正弦信号的静态无差跟踪。

PR控制可以对某一频率正弦交流信号进行静态无差跟踪。为了提高PR控制对系统参数变化的鲁棒性，常采用比例准谐振控制器。但针对逆变器死区产生的多频率谐波或电网背景谐波，需要多个谐振控制器并联构成PMR控制器才能取得良好的稳态精度。然而多个谐振控制器并联造成的相位滞后可能导致系统不稳定。尽管可以通过对谐振控制器进行相位补偿提高控制器性能，但增加了系统设计的复杂度。

含有某一类频率信号内模的RC，能够对此频率基波信号及其谐波信号进行静态无差跟踪或扰动消除，目前已广泛应用于各种逆变器控制场合。然而，RC内模中的延迟环节使其动态性能较差。为了解决此问题，有学者提出分数相位超前补偿方法，提高RC控制增益，进而提高误差收敛速度；有学者提出多速率RC的通用分数阶相位超前补偿方法，改善了系统动态性能。此外，为了提高整个系统的动态性能，常将RC与PI控制共同使用。

针对LCL型并网逆变器，有学者对比分析了RC与PI分别串联和并联的两种复合控制策略，指出串联复合控制对谐波的抑制能力受PI控制器参数的制约。而RC并联PI复合控制策略的谐波抑制能力不受PI控制参数影响，且系统具有良好的动态性能和鲁棒性。然而，这种并联复合控制策略中的控制器存在耦合，使得并网逆变器动态过程中发生电流畸变，因此RC并联PI复合控制策略并不是最优复合控制策略。

由于RC与PR/PMR都是基于内模原理，且都含有正弦信号的内模，因此，它们具有相通之处。根据指数性质，RC可以展开成负比例控制、积分控制和多谐振控制之和。然而，负比例控制对系统的动态性能会起反作用，将降低系统动态响应速度，甚至影响系统稳定性。

为此，中原工学院电子信息学院、南京航空航天大学自动化学院、国家电网江苏省电力有限公司的研究人员提出一种基于RC并联比例控制（Proportional Control, PC）的新型复合控制策略。相比传统RC并联PI控制，重复-比例复合控制具有设计参数少、设计思路清晰、设计流程简单、稳态性能好、动态响应快等优点。

图1 复合控制系统结构框图

图4 重复-比例复合控制器系统框图

图5 单相L型并网逆变器模型

首先，根据重复控制器频域展开式，推导出重复-比例复合控制器可以由重复控制器和比例控制器并联构成；其次，分析新型重复-比例复合控制器的稳定性及参数设计理论依据；最后，以L型单相并网逆变器为被控对象，给出复合控制器的参数设计流程。实验结果验证了该复合控制器能够同时抑制多个频率的电流谐波，并具有快速的动态性能。

研究者得出结论如下：

• 1）提出了一种基于RC并联PC的新型复合控制策略，对比分析了RC并联PI与RC并联PC两种复合控制策略的频率特性。分析了RC并联PC的复合控制的稳态性能及参数设计机理。
• 2）以L型单相并网逆变器为例，给出了重复-比例复合控制器的详细参数设计流程。
• 3）相比传统RC并联PI控制，重复-比例复合控制器需要设计的参数更少，设计思路更清晰，设计流程更简单，且具有更好的稳态性能，即入网电流的THD降至2.68%。同时，参考电流突变时，过渡时间在3个基波周期内。
• 4）提出的重复-比例复合控制器不仅适用于L型并网逆变器，也适用于LCL型并网逆变器。

相关研究成果已发表在2019年第24期《电工技术学报》上，论文标题为“用于并网逆变器谐波抑制的重复-比例复合控制器分析与设计”，作者为赵强松、陈莎莎、周晓宇、王晓雷、王双红。