0.前言
对于并网逆变器而言,电网会存在不平衡的情况。在这种情况下,不平衡的电网电压可以分解成为正序、负序和零序分量。并网逆变器通常期望能够实现单位功率因数并网,向电网注入对称的正弦电流,所以此时的微电网逆变器控制策略显得尤为重要。
1.控制策略概述
1.1如何实现不平衡电网的锁相
不平衡电网需要对正负序分量进行分离,分离之后利用锁相环对正序电压进行锁相,实现正序电网电压的定向。正负序分离的方法有很多,如SOGI、DDSRF_PLL、DSC以及其他各种变种,但本质上还是提取出正序分量用于锁相。 本文采用DDSRF(解耦双同步旋转坐标系)进行锁相。至于原因,也很简单,刚好想要学习该方法,便没有纠结于具体采用哪一个,只要能实现功能便可。
上图是来自与TI的DDSRF设计文档,需要的伙伴百度可以直接搜索到,推一遍公式可以加深对该方法的理解。在实现了正负序电压分离和正序电网电压锁相得到的theta角度之后,便可利用该角度进行dq变换,进而利用传统的PI进行控制。
1.2系统整体控制策略
系统的整体控制策略以基本的并网逆变器PQ控制为起点,额外加入两个环节:1.不平衡电网的正负序分离步骤;2.负序电流控制。三相三线制逆变器电流控制的框图如下:
上图的参考文献是:
万晓凤,胡海林,聂晓艺,余运俊,曾繁鹏.电网电压不平衡时的改进虚拟同步机控制策略[J].电网技术,2017,41(11):3573-3581.
利用正序控制单位功率因数入网,负序控制为零,输出平衡电流。
2.仿真模型搭建
硬件电路
整体仿真电路
不平衡电压搭建方法
控制部分
整体控制框图
解耦双同步旋转坐标系锁相环
利用正序电压锁相的关键在图中已经标出。
3.仿真结果
由上图可以看出,电流实现平衡控制,同时在平衡电网和不平衡电网两种情况下,并网逆变器均能够实现单位功率因数并网。
总结
采用基于DDSRF正负序分离方法的不平衡电网PQ控制策略能够实现分离后的正序功率按照功率指令输出,单位功率因数并网。
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