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基于电流控制的并网逆变器（Simulink）

article 2024/9/27 7:22:40

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📋📋📋本文目录如下：🎁🎁🎁

目录

💥1 概述

📚2 运行结果

🎉3 参考文献

🌈4 Matlab代码实现

💥1 概述

近年来，伴随着新能源的快速崛起，风能与太阳能作为典型的新型能源，已经在我国的电力系统中被广泛应用[1-3]。而逆变器作为新能源发电领域的关键设备[4]，其控制性能直接影响着电力系统的电能质量[5-6]。因此对两电平并网逆变器控制方案的研究一直是并网逆变器的研究的热点之一，诸多学者进行大量实验试图找到提高并网逆变器控制性能的方法[7-10]。

两电平并网逆变器的输出电能质量主要与其控制算法有关，传统的控制算法诸如滞环控制[11-13]、比例谐振控制[14-15]、滑模控制[16-18]、PI前馈解耦控制[19-20]等均能够大大提高并网逆变器的控制性能，但也不免存在一些缺陷。滞环控制实施起来无需复杂的电路结构或者处理器，所以采用滞环控制的并网逆变器动态响应速度快、稳态性能好，但由于滞环控制系统的滞环宽度、负载运行参数和系统的循行条件发生变化时，会导致开关频率发生变化，从而使系统发生谐振；比例谐振（Proportional Resonant，PR）控制器能够对控制系统中正弦量的幅值进行积分运算，因此有较高的精度，能够实现零稳态误差，可以有效提高电网的抗干扰能力。但是，在实际控制的过程中，PR 控制方案易受参数精度和控制系统精度的限制，因此设计起来较为复杂；滑模控制具有很好的鲁棒性，算法简单，可靠性高，系统在受到外界干扰的情况下具有不变性，这是滑模控制的显著优点。但当并网逆变器处于稳定状态时，逆变器电网侧的输出电流不会随着滑模面的改变而改变，而是在滑模面两侧来回反复波动，因此由滑模控制的并网逆变器的稳态性能不佳；基于 PI 调节器的前馈解耦控制，常被用于对电流型逆变器的控制，在控制过程中，系统动态性能和静态性能受电流 PI 调节器的影响，导致整个控制系统的设计较为复杂；且 PI控制器在对正弦参考信号分析时会产生稳态误差，因此干扰抑制能力差。

两电平并网逆变器在处于开环状态时，通过控制开关管的开断顺序，可以将直流电变为交流电。但由于是开环状态，两电平并网逆变器交流侧输出的电压电流的相角与波形质量无法达到要求的并网条件。因此，为使两电平并网逆变器输出的电流电压能够达到并网要求，需在其基础上加入一个控制系统，构成一个闭环系统，如图 2.1 所示。两电平并网逆变器的总体控制系统由直流侧电压源、逆变器、滤波电感、滤波电感等效电阻、电网、逆变器网侧电压电流采集信号模块、锁相环、坐标变换、控制系统及算法、调制脉冲模块组成。图 2.1 中，Vdc 为直流侧电压，i a 、ib、i c 为三相并网电流，ea 、eb 、ec 为电网电压，S ~S 1 6 为并网逆变器的功率开关管， Ls 为滤波电感, rs 为滤波电感的等效电阻。