基于反馈解耦控制和畸变矫正的单相无功补偿策略.pdf

第3期 电 源 学 报 No．3 1 20l】年5月 JournalofPower Mav．201 Supply 基于反馈解耦控制和畸变矫正的单相 无功补偿策略 王盼，刘飞，陈佰锋，孙建军，查晓明 (武汉大学电气工程学院，武汉430072) 摘要：分析了单相逆变系统并建立了单相逆变器在d-q轴下的有功无功模型。该有功无功模型和三相系统一 样．可以借用反馈解耦控制进行有功无功的控制。为了实现单相d—q变换，论文给出了一种滑动窗口滤波的方法。但 是滑动窗口使得有功和无功不能完全解耦．从而反馈解耦控制系统的动态效果较差。为了克服这些缺点，文中提出 了一种畸变矫正的方法．这种方法不仅改善了控制系统的动态特性，还消除了电流畸变，最后仿真验证了该方法的 有效性。 关键词：单相逆变器；无功补偿；反馈解耦；畸变矫正；滑动窗口平均 中图分类号：TM48 文献标志码：A 文章编号：CNl2—1420(2011)03—0007—06 1引言 人了有功无功解耦控制策略：第三部分给出了基于 正交分解的单相d-q变换；第四部分分析了系统并 单相并网逆变器被广泛的运用到分布式发电 提出了畸变矫正策略；第五部分为仿真验证。 系统和其他电力设备，比如混合动力车、分布式发 电整流器【1-]I。单相逆变器提供一个能量变换的接口 2单相d-q模型和反馈解耦控制 单元．为系统提供可靠高效的交流和直流电源。同 时．单相逆变器还可以进行无功和谐波的补偿，所 2．1 d_q坐标轴下的单相模型 有的这些应用都要求有一个高效的控制系统，即快 图1给出了单相系统的结构图，y，是系统连接 速的动态响应、零误差跟踪以及尽量小的输出电压 点电压，设其为基准向量，y。是逆变器输出电压，i。 电流畸变。 是输出电流。适当选取同步旋转坐标系(d，q)的初 对于单相逆变器的建模和控制，文献【4—5】给出 始参考方向，假设d轴与系统电压矢量y，重合，则 了一些成功的运用实例．但是单相系统的特点限制 d轴表示有功参考分量，q轴表示无功参考分量。故 了其控制系统的性能。例如三线系统的d-q变换可 其表达式分别如(1)、(2)和(3)式所示。L和R是连接 以瞬时地得到有功和无功分量，从而使得控制系统 电抗器的等效电抗和电阻．则系统电压和逆变器的 可以在d-q下很好地分析和设计。但是单相系统不 输出电压的关系为式(4)： 能瞬时得到有功无功分量，使得控制系统必须动态 性能变差。 ％=vo (2) 本文提出了一种基于畸变矫正的单相无功补 cosatt t=j。sin(mt+妒)=icdsinmt+icq f31 偿策略。本文的结构为：第一部分简述了d-q轴下 。● 的单相模型；第二部分分析了单相系统的特点并引 巧一巧=￡粤+Ri。 (4) 由式(1)～式(4)，可推出d-q轴上