逆变器作为分布式能源系统的核心部件,被称为微电网和智能电网的“交流路由器”,在分布式能源的利用中起着举足轻重的作用。其输出功率的品质对能源系统的发电效率和输出电能的质量产生直接影响,因此对逆变器控制问题的研究具有重要的现实意义和应用价值。针对离网型能源系统单相全桥逆变器,为了改善逆变系统的稳态跟踪性能和扰动抑制性能,本文提出基于二维模型的重复控制和扰动抑制主动控制的逆变系统设计方法。论文的主要研究工作和创新点如下:(1)分析逆变器在能源系统中所起的作用,建立逆变控制系统的数学模型。逆变器的主要作用是实现电能转换,保证电能转换的效率和输出电能的质量。离网型能源系统相当于电压源,要求逆变器输出电压和频率都恒定的交流电,一般采用恒压恒频的逆变器控制,这实际上是一个正弦参考电压/频率信号的跟踪控制问题。本文首先分析逆变器在能源系统中所起的作用和控制特性,利用基尔霍夫定律推导出数学模型描述,并获得系统的状态空间表达式。(2)提出基于二维模型的重复控制补偿的逆变系统设计方法。对于逆变系统,产生谐波的因素多样,重复控制可以同时抑制频率为基波频率整数倍的无数多次谐波信号的干扰。利用逆变器波形畸变重复出现的特点,建立基于重复控制补偿的逆变控制系统结构模型,通过重复控制的反复‘学习’,逐周期地修正波形,实现对周期性参考输入信号的高精度稳态跟踪。数值仿真结果表明所设计的逆变系统鲁棒稳定,跟踪误差能快速收敛于零。(3)提出基于等价输入干扰的逆变系统重复控制设计方法。重复控制对非周期扰动的抑制作用不大。为了提高逆变系统的鲁棒性和输出电能的质量,本文提出基于等价输入干扰(EID)的扰动抑制主动控制方法。首先,通过分析外界扰动对系统性能的影响,构造EID估计器,对扰动对系统输出的影响进行实时估计,利用EID估计值构建扰动补偿器,建立基于重复控制前馈补偿和扰动估计反向主动补偿的控制规律。然后,针对包括重复控制器、反馈控制器、EID估计器和补偿器的逆变系统,应用Lypunov稳定性理论和分离设计原理,提出重复控制器、反馈控制器和EID估计器参数的整定方法。最后,通过仿真结果表明所设计的逆变系统具有满意的暂态性能、稳态性能和扰动抑制性能。