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《基于雙閉環(huán)策略的并網(wǎng)逆變器控制方法研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于雙閉環(huán)策略的并網(wǎng)逆變器控制方法研究為了避免分布式屯源并網(wǎng)發(fā)電時(shí)刈?電網(wǎng)產(chǎn)牛諧波污染，必須對并網(wǎng)電能質(zhì)量進(jìn)行控制,電能質(zhì)量在電壓為可控變量時(shí)由電壓質(zhì)量決定，但由于電網(wǎng)公共連接點(diǎn)（pointofcoupling,PCC）處電壓不可控，因而并網(wǎng)電能質(zhì)量取決于逆變器輸出的并網(wǎng)電流的質(zhì)量。并網(wǎng)逆變器的控制目標(biāo)就是在網(wǎng)側(cè)得到近似正弦的電流波形和單位功率因數(shù)。理想情況下，輸出電流諧波成對出現(xiàn)衣載波（開關(guān)）頻率和其倍數(shù)附近，這些高頻分最通過濾波器可以很容易去除。然而，山于逆變器開關(guān)管的不対稱和開關(guān)死區(qū)時(shí)間等的影響，往往造成輸出電流基波偏離參考電流，并帶進(jìn)低次諧波（典型如3次，5次，
2、7次等）。直流母線圖1分布式發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成圖2并網(wǎng)VSI系統(tǒng)主電路相關(guān)文獻(xiàn)提出了將逆變器方程從三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下，利用同步PI控制器消除靜態(tài)誤差的思想，相關(guān)文獻(xiàn)利用這種思想改善了饋網(wǎng)電流質(zhì)量，但是它給定有功電流和無功電流，獨(dú)立于逆變器輸出電壓，當(dāng)逆變器輸出電壓質(zhì)量較低時(shí)，達(dá)不到預(yù)期設(shè)定功率因素。相關(guān)文獻(xiàn)根據(jù)逆變器輸出端電壓電流瞬時(shí)值計(jì)算出有功功率和無功功率，分別與給定參考值比較進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是沒有考慮總流側(cè)電壓波動問題，當(dāng)總流側(cè)電壓波動較人吋,系統(tǒng)調(diào)節(jié)速度很慢。基于此，本文根據(jù)同步處標(biāo)系下的電流特性，提岀了將逆變器從三相靜止址標(biāo)系模型轉(zhuǎn)換到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系
3、卜：采用基于同步PI控制技術(shù)的電流內(nèi)壞和直流電壓而饋控制外環(huán)的雙環(huán)控制結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)電流基波分量在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸上的靜態(tài)無誤差調(diào)節(jié)，有效降低了逆變器死區(qū)效應(yīng)，并抑制了電流低次諧波，取得了網(wǎng)側(cè)電流波形近似為正弦波、單位功率因數(shù)運(yùn)行。一、三相逆變電源及模型并網(wǎng)VSI系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。分布式電源的輸出經(jīng)boost升壓斬波電路形成的直流源接電壓型三相逆變橋的直流母線，三相逆變橋的交流輸出經(jīng)電抗器并接電網(wǎng)，其小厶為輸出濾波電抗值，°=為逆變器的三相輸出電壓，廠=為逆變器輸出電感電流，怙（x=a,b,c）為三相坐標(biāo)系下電網(wǎng)電壓，乙為分布式電源產(chǎn)生的電流，V/t.為肓流側(cè)母
4、線電壓，C為肓流側(cè)母線電容。在三相靜止坐標(biāo)系下，逆變器穩(wěn)態(tài)輸出時(shí),?Ivyt■da1a1g"~dt—_L%~~L%Jc_-v<-系統(tǒng)方程為:(1)由（1）式可以看出，只要控制氣與叭就可以控制「而對于同一電網(wǎng)，％是一定的，所以要控制的最就只有叫。這種通過控制逆變器輸出電壓進(jìn)而控制并網(wǎng)電流的方式，與傳統(tǒng)的開環(huán)電壓控制策略比菽，具有動態(tài)響應(yīng)快、過載能力強(qiáng)、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。二、系統(tǒng)控制策略1.同步電流PI控制由于系統(tǒng)中逆變器是三相無中線系統(tǒng)，三相電流Z間非獨(dú)立，系統(tǒng)模型是多輸入多輸出的耦合系統(tǒng)，將三相靜止坐標(biāo)變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，可以簡化系統(tǒng)模型，降低系統(tǒng)階次,其轉(zhuǎn)換公式為
5、：因此，式（1）轉(zhuǎn)換成:sin69/cosefsin(曲-120)sin(a)t+120)cos(曲-120Jcos(cot+120)(3)其屮，Q是電網(wǎng)電壓的角頻率。在式（3）屮，由于電網(wǎng)的電壓三相平衡時(shí)d-g軸分量為恒定直流量，但d-g之間的電流存在耦合，利用文獻(xiàn)⑸提出的解耦方式可得：■■一仃Lcoi■■V,a+q—?7丄嘰.(4)式中，K“,為比例系數(shù)，K“?為積分系數(shù)。同步電流PI控制方法能夠很方便地通過同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上肓流分最的PT控制，實(shí)現(xiàn)電流的無靜差控制，簡化了控制算法，提高了控制精度。1.直流電壓前饋控制分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，一方曲由于分布式電源往往具有
6、強(qiáng)非線性，導(dǎo)致輸出肓流電壓波動；另一方而，山于在起動瞬間并網(wǎng)電流未建立，電網(wǎng)電流會反灌到逆變器的直流側(cè),給電容充電，形成Boost變換冋路，因此，直流電壓波動因素必須通過控制器的調(diào)節(jié)作用加以規(guī)避本文設(shè)計(jì)的控制器通過平衡肓流側(cè)功率與逆變器輸出功率來穩(wěn)定參考電壓。在電壓外壞的控制作用卜"，其并網(wǎng)有功電流分量會口動滿足系統(tǒng)控制耍求，電壓外壞的控制算法為：(5)(6)與傳統(tǒng)誤差比較不一?樣，文小匕:作為誤差比較器的負(fù)端輸入，而其正端輸入則為匕的反饋信號。當(dāng)v/c>V/時(shí)，誤差信號為」E,逆變器輸出的訂正向增加，即向電網(wǎng)提供冇功能量；反之，當(dāng)匕時(shí)，從電網(wǎng)吸收有功能量以維持匕的恒定
7、。由于直流側(cè)電容C本身并不消耗有功能量，這部分能量只是用來補(bǔ)償逆變器開關(guān)管的損耗，所以從電網(wǎng)吸收的id很小。3.空間矢量PWM為了增強(qiáng)供電可靠性，提高電能質(zhì)量，現(xiàn)在的分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器裝置大都釆用PWH技術(shù)?？臻g矢量脈寬調(diào)制方法（SpaceVectorPulse-WidthModulation,SVPWM）具有直流電壓利用率高、輸出電壓諧波含量少，控制鬲效等優(yōu)點(diǎn)，是PWM控制鬲頻開關(guān)器件中開關(guān)模式的首選。系統(tǒng)中，SVPWM的輸入是d_q坐標(biāo)系下的逆變器輸出參考電壓矢量，輸出是PWM調(diào)制波以驅(qū)動逆變器。三、結(jié)論木文針對分布式發(fā)電系統(tǒng)中，并
