基于PMW三相并网逆变器矢量解耦控制系统的设计

龙源期刊网 http//www.qikan.com.cn 基于 PMW 三相并网逆变器矢量解耦控制系统的设计作者代佳华 张矿伟 程刚 林楠 陈焰来源计算技术与自动化 2016 年第 02 期摘 要三相 PWM 逆变器是风力发电并网系统的主要部分，开发高性能的逆变器控制策略已成为研究的重点。对于相位幅值逆变控制电路，为电压单环结构，响应速度慢，且网侧存在直流电流偏移量，瞬态时，输入电压滤波器会出现振荡且负载电流会发生畸变。提出一种矢量解耦控制策略，对直流侧电容电压的平衡进行分析与补偿设计，给出矢量解耦控制算法的软件流程。实验结果表明，该控制策略能获得较好的控制性能，并能实现单位功率因数校正。该逆变器运行效率高，可靠性好，完全满足并网要求。关键词新能源；三相并网；模型建立； PWM 变换器；解耦控制中图分类号 TP464 文献标识码 A 1 引 言随着现代社会对能源需求的不断增加而传统能源的供应不断枯竭，以风力发电为代表的可再生能源发电收到了广泛重视。作为一种新的发电方式，风力发电赢得了非常重要的发展机遇[1] 。风力并网型发电系统凭借成本低、应用广泛、输出波形稳定等特点，其应用比例快速增长，已成为新能源技术的主流应用。由于要求风力并网型发电系统输出的交流电与电网电压严格同步，因此，如何综合考虑功率变换器的动态性能、系统干扰、输出波形失真、并网电流和电网电压同步等问题成为了风力并网发电系统控制的关键和难点 [2] 。基于此，本文采用电压、电流双闭环矢量控制策略，设计出矢量解耦的逆变器控制电路，在两相同步旋转坐标系下对三相逆变器的电流实现静态解耦，改善有源逆变的动态响应及抗干扰能力，实现稳定可靠的控制。2 控制原理及数学模型2.1 原理矢量控制策略给定信号分解成两个互相垂直而且独立的直流信号 iM 、 iT ，然后通过 “ 直 -交变换 ” 将 iM 、 iT 交换成两相交流信号 i α 、 i β ，又经 “ 2/3变换 ” ，得到三相交流的控制信号iA 、 iB 、 iC 去控制变流电路 [4-6] 。对 PWM 逆变器控制也可以采用矢量控制策略，如图 1。图 1 矢量控制框图