三相并网逆变器无差拍解耦控制方法

作者：时间：2012-10-08来源：网络收藏

2．2 三相并网 逆变器功率解耦控制策略
根据瞬时功率理论，在d，q同步旋转坐标系下的有功功率和无功功率可表示为：
P=3(edid+eqiq)／2，Q=3(eqid-ediq)／2 (7)
当d轴以电网电压矢量定位时，即eq=0，则上式可写为：
P=3edid／2，Q=-3ediq／2 (8)
由式(8)可知，id，iq分别与P，Q成线性比例关系，调节id，iq就可分别独立地控制三相并网 逆变器的P和Q，实现P和Q的解耦控制。三相并网 逆变器无差拍解耦控制框图如图2所示。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/159824.htm

3 仿真研究
为验证这里电流无差拍解耦控制策略的正确性，在Matlab／Simulink的仿真平台中搭建了三相并网逆变器的仿真模型。参数为：直流母线电压500 V，电网相电压有效值220 V，电网电压频率50 Hz，变压器为升压型隔离变压器，三相滤波电感12 mH，交流侧总电阻0．01 Ω，开关频率9 kHz。
条件1 开始时刻，给定有功功率Pref=2 kW，给定无功功率Qref=0，在0．2 s时，Pref=10 kW，Qref=0。图3a为Pref突变时a相电压、电流仿真波形。

条件2 开始时刻，Pref=10 kW，Qref=0，在0．2 s时，Pref=10 kW，Qref突变为5 kvar。图3b为Qref突变时a相电压、电流仿真波形。
由图可见，无差拍解耦控制不仅能实现P，Q的解耦控制，同时还具有快速的动态响应。

4 实验结果
对所提出的无差拍解耦控制进行实验验证。实验参数为：直流母线电压500 V，电网相电压有效值220 V。变压器为升压型隔离变压器，IGBT开关频率为9 kHz，死区时间为2μs，交流侧滤波电感为12 mH。逆变器主控芯片为TMS320F28335，CPU时钟频率为150 MHz。该芯片是一种浮点芯片，与以前定点DSP相比，具有成本低，精度高，功耗小，A／D转换更精确、快速等特点。图4a为逆变器单位功率因数运行时实验波形，图4b为逆变器进行无功补偿时实验波形。实验结果表明，无差拍解耦控制能快速准确地跟踪电网电压，并网电流波形良好，不仅能运行于单位功率因数，而且还能对电网进行无功补偿。

5 结论
针对三相并网逆变器的特点，提出了一种新型无差拍控制策略。仿真和实验结果表明，这里提出的无差拍解耦控制策略计算简单，易于实现，控制精度高，具有良好的动态响应和稳态特性。不仅可以满足向电网输入高功率因数、高质量电能的要求，而且还可以对电网进行无功补偿。在太阳能发电、风力发电等可再生能源发电过程中具有较高的应用价值。