第6章 光伏并网逆变器控制策略(1).pptVIP

* 6.2.3 基于虚拟磁链定向的矢量控制 虚拟磁链定向的基本出发点是将并网逆变器交流侧（包括滤波器环节和电网）等效成一个虚拟的交流电动机，如图所示。 磁链：导电线圈或电流回路所链环的磁通量。磁链等于导电线圈匝数N与穿过该线圈各匝的平均磁通量φ的乘积，故又称磁通匝。 * 图中，RS、L可分别看作是该交流电机的定子电阻和定子漏感。 三相电网电压矢量E经过积分后所得的矢量 可认为是该虚拟电机的气隙磁链 * 基于虚拟磁链定向的矢量控制的矢量图如图所示 * 由于虚拟磁链矢量ψ比电网电压矢量E滞后900，若控制并网逆变器运行于单位功率因数状态时需满足： 这样并网逆变器的瞬时功率为： * 基于虚拟磁链定向的矢量控制的结构如图所示 * 由于采用磁链矢量ψ定向，其磁链矢量的位置角γ由αβ坐标系下的电网电压α、β轴分量eα、e β积分所得的φα、 φβ 计算而得，即： * 单相并网逆变器由于只有单一的交流量，一般引入虚拟的正交电流，构成虚拟的两相正交的交流系统，也可与三相系统那样，实现在静止坐标系或同步坐标系中的控制策略。 6.3 单相并网逆变器的控制 * 一、静止坐标系中单相并网逆变器的控制 基于PI、P调节器的单相并网逆变器的双环控制系统结构 * 图6-21 基于PR调节器的单相并网逆变器的控制系统结构 * 二、同步旋转坐标系中单相并网逆变器的控制 在单相系统中，将实际的交流量（如输出电流io）延迟900就可以虚拟出一个正交分量iIm，而将io和虚拟出的正交分量iIm合成实际上构成了两相静止坐标系ReIm中的虚拟矢量I。 将io和iIm，经同步旋转坐标系d、q轴分解，即可得到虚拟矢量I相应的d轴及q轴分量。 * 设单相并网逆变器的网测电流为 式中：I电流幅值；φ为初相角；ω0为基波角频率 虚拟的变量： 坐标变换后，dq坐标系下的d、q轴变量id、iq为： iq表示有功电流分量， id表示无功电流分量 * 基于同步旋转坐标系单相并网逆变器的控制结构如图所示 * 作业： 1.逆变器与市电并联运行的输出控制可分为几种？常用的是哪一种？ 2.简述并网控制的基本工作原理 * * 济南大学物理学院 * 6.1 概述 电力电子变换的主要任务是通过控制使电力电子系统完成既定的电能变换，并输出期望的电流、电压或功率。 为克服系统参数变化或扰动对系统输出的影响，必须引入闭环控制，其典型的控制结构如图所示 。 第六章 光伏并网逆变器控制策略 * ? 电力电子系统的控制主要包括对给定信号的跟随（跟随性）和对扰动信号的抑制（抗扰性）两个方面。而对于不同的电力电子系统，其控制性能对跟随性和抗扰性的要求则有所不同。 S1 S3 S5 + udc i ea - + eb ec iL iinv L L L Cdc u P V 系 统 - - + - + ig 如图所示的逆变器： * 逆变器与市电并联运行的输出控制可分为电压控制和电流控制。交流电网可视为容量无穷大的交流电压源,如果光伏并网逆变器的输出采用电压控制,则实际上就是一个电压源与电压源并联运行的系统,这种情况下要保证系统稳定运行,就必须采用锁相控制技术以实现与市电同步,在稳定运行的基础上,可通过调整逆变器输出电压的大小及相位以控制系统的有功输出与无功输出。但由于锁相回路的响应较慢、逆变器输出电压值不易精确控制、可能出现环流等问题,如果不采取特殊措施,一般来说同样功率等级的电压源并联运行方式不易获得优异性能。如果逆变器的输出采用电流控制,则只需控制逆变器的输出电流以跟踪市电电压,即可达到并联运行的目的。由于其控制方法相对简单,因此使用比较广泛。 * 两个基本控制要求： 一是要保持前后级之间的直流侧电压稳定 二是要实现并网电流控制 甚至需要根据指令进行电网的无功功率调节 * ? 典型的光伏并网控制策略是通过对逆变器输出电流矢量的控制，实现并网及网侧有功、无功的控制。逆变器网侧稳态的矢量关系如图所示。 10ms/div 态 单位功率逆变电压电流波形 Ua/V 50V/div Ia/A 5A/div * ? 图中相应的矢量关系， (U L ? j?LI) Ui ? U L ? E 图 并网逆变器交流侧稳态矢量关系 显然通过控制交流侧Ui的幅值和相位，便可控制UL的幅值和相位，也即控制了电感电流的幅值和相位。 * 再由 Ui = U L+E ；可得交流侧输出电压指令 Ui * ? j?LI * ? E 并网控制的工作原理：首先由并网控制给定的有功、 无功功率指令和电网电压矢量，计算出输出电流矢量I*； 通过SPWM或SVPWM （空间矢量脉宽调制）控制逆变器输出所需交流侧电压矢量，实现逆变器并网电流的控制。 * 间接电流控制：通过控制并网逆变器交流侧电压来间接控制输出电流矢量。 间