光伏并网逆变器控制策略课件.pptVIP

第六章光伏并网逆变器控制策略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。2024/3/10星期济南大学物理学院1

?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。inviL如所示的逆器：S1S3S5eaLLLigi-uPV系统e+b--+++-Cdcudcec2024/3/10星期济南大学物理学院2

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。2024/3/10星期济南大学物理学院3

两个基本控制要求：一是要保持前后之的直流二是要并网流控制甚至需要根据指令行网的无功功2024/3/10星期济南大学物理学院4

?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。U/Va50V/divIa/A5A/div10ms/div单位功率逆变电压电流波形态2024/3/10星期济南大学物理学院5

U?U?(U??图中相应的矢量关系，iLLEj?LI)显然通过控制交流侧U的幅值和相位，便可控制iU的幅值和相位，也即控制了电感电流的幅值和L相位。图并网逆变器交流侧稳态矢量关系2024/3/10星期济南大学物理学院6

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*；再由U=U+E；可得交流侧输出电压指令iLU*?j?LI*?Ei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。2024/3/10星期济南大学物理学院7

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。间接电流控制特点：无需电流检测，但①对系统参数变化敏感；②动态响应速度慢；③由于没有电流反馈控制，逆变器输出电流的波形品质难以保证。2024/3/10星期济南大学物理学院8

?直接电流控制方案依据系统动态模型构造电流闭环控制系统，可提高系统的动态响应速度和输出电流的波形品质，降低参数变化的敏感度，提高系统的鲁棒性。?在直接电流控制前提下，如果以电网电压矢量进行定向，通过控制并网逆变器输出电流矢量的幅值和相位，便可控制并网逆变器的有功、无功功率，以此实现逆变器的并网控制。2024/3/10星期济南大学物理学院9

?相对于电网电压矢量位置的电流矢量控制，称为基于电压定向的矢量控制(VOC)。?相对于电网电压矢量位置的功率控制，称为基于电压定向的直接功率控制(V-DPC)。以上两种并网逆器控制策略的控制性能取决于矢量位置的精得。2024/3/10星期济南大学物理学院10

目前，三相逆变器的控制技术目前主要有三类。第一类在三相abc静止坐标系中对三相瞬时变量分别进行瞬时值反馈控制；第二类是基于Clarke变换，在两相静止αβ坐标系下对α、β轴的瞬时变量进行反馈控制；第三类是基于Park变换，在两相dq0旋转坐标系中对d、q轴的瞬时变量进行反馈控制。2024/3/10星期济南大学物理学院11

三相静止ABC坐标系下的数学模型借助电机学的概念，三相定子绕组A、B、C在空间上对称分布且静止不动，ABC坐标系称为三相静止（3S）坐标系。交流电机三相对称的静止绕组A、B、C，通以三相平衡的正弦电流时，产生的合成磁动势是旋转磁动势F，它在空间呈正弦分布，以同步转速ω（即电流的角频率）顺s着A-B-C的相序旋转。2024/3/10星期济南大学物理学院12

两相静止αβ坐标系下的数学模型把两个相互垂直的坐标轴α、β固定，取α轴与A相轴重合，β轴超前α轴90两相静止(2S)坐标系。o，得到坐标系，称为从ABC坐标系到αβ坐标系的变换称为静止三相/两相(3S/2S)变换