三相并網(wǎng)逆變器無差拍解耦控制方法
2.2 三相并網(wǎng)逆變器功率解耦控制策略
根據(jù)瞬時功率理論,在d,q同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的有功功率和無功功率可表示為:
P=3(edid+eqiq)/2,Q=3(eqid-ediq)/2 (7)
當d軸以電網(wǎng)電壓矢量定位時,即eq=0,則上式可寫為:
P=3edid/2,Q=-3ediq/2 (8)
由式(8)可知,id,iq分別與P,Q成線性比例關(guān)系,調(diào)節(jié)id,iq就可分別獨立地控制三相并網(wǎng)逆變器的P和Q,實現(xiàn)P和Q的解耦控制。三相并網(wǎng)逆變器無差拍解耦控制框圖如圖2所示。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/159824.htm
3 仿真研究
為驗證這里電流無差拍解耦控制策略的正確性,在Matlab/Simulink的仿真平臺中搭建了三相并網(wǎng)逆變器的仿真模型。參數(shù)為:直流母線電壓500 V,電網(wǎng)相電壓有效值220 V,電網(wǎng)電壓頻率50 Hz,變壓器為升壓型隔離變壓器,三相濾波電感12 mH,交流側(cè)總電阻0.01 Ω,開關(guān)頻率9 kHz。
條件1 開始時刻,給定有功功率Pref=2 kW,給定無功功率Qref=0,在0.2 s時,Pref=10 kW,Qref=0。圖3a為Pref突變時a相電壓、電流仿真波形。
條件2 開始時刻,Pref=10 kW,Qref=0,在0.2 s時,Pref=10 kW,Qref突變?yōu)? kvar。圖3b為Qref突變時a相電壓、電流仿真波形。
由圖可見,無差拍解耦控制不僅能實現(xiàn)P,Q的解耦控制,同時還具有快速的動態(tài)響應。
4 實驗結(jié)果
對所提出的無差拍解耦控制進行實驗驗證。實驗參數(shù)為:直流母線電壓500 V,電網(wǎng)相電壓有效值220 V。變壓器為升壓型隔離變壓器,IGBT開關(guān)頻率為9 kHz,死區(qū)時間為2μs,交流側(cè)濾波電感為12 mH。逆變器主控芯片為TMS320F28335,CPU時鐘頻率為150 MHz。該芯片是一種浮點芯片,與以前定點DSP相比,具有成本低,精度高,功耗小,A/D轉(zhuǎn)換更精確、快速等特點。圖4a為逆變器單位功率因數(shù)運行時實驗波形,圖4b為逆變器進行無功補償時實驗波形。實驗結(jié)果表明,無差拍解耦控制能快速準確地跟蹤電網(wǎng)電壓,并網(wǎng)電流波形良好,不僅能運行于單位功率因數(shù),而且還能對電網(wǎng)進行無功補償。
5 結(jié)論
針對三相并網(wǎng)逆變器的特點,提出了一種新型無差拍控制策略。仿真和實驗結(jié)果表明,這里提出的無差拍解耦控制策略計算簡單,易于實現(xiàn),控制精度高,具有良好的動態(tài)響應和穩(wěn)態(tài)特性。不僅可以滿足向電網(wǎng)輸入高功率因數(shù)、高質(zhì)量電能的要求,而且還可以對電網(wǎng)進行無功補償。在太陽能發(fā)電、風力發(fā)電等可再生能源發(fā)電過程中具有較高的應用價值。
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