对于全功率变换器并网控制的个人理解

看了很多这方面的论文了,就是一直没做总结。现在把这方面的知识进行总结整理

并网指标

并网指标通常是指全功率变换器输出的电压幅值、相位、频率与电网电压保持一致。

如何控制3个并网参数?

相位频率两个指标可以通过将电网三相电压送入锁相环,可以采集到电网当前实时角度a,在逆变过程中,将sina,cosa两个参数考虑进去,包含了周期和相位信息,可实现与电网电压相位和频率保持一致。幅值如何确定?当逆变器采用d轴电压定向时,并网电压的幅值由并网逆变器的d轴电流确定,电流越大,输出的电压电流幅值越大,成正比。。

并网控制器d、q轴电流含义

d轴电流控制着系统输出的有功功率。当d轴电流为正时,即工作在发电机状态,向电网输送有功功率,电流为负时,即工作在电动机状态,从电网吸收有功。类比到q轴电流,q轴电流控制逆变器的无功功率,其为正时,向电网输送无功功率,其为负时,从电网吸收无功功率(Q=UIsina,U和I表示的是线电压和线电流,当无功或者有功功率(P=UIcosa)发生变化时,主要体现在角a的改变(视在功率S^2 =P^2 +Q^2 = (UI)^2)

直流母线电压控制

直流母线电压的稳定到底意味着什么?为什么要对直流母线电压进行控制呢?在哪一处对直流母线电压构成闭环控制?这应该都是值得思考的问题。

由于直流母线电容有隔离来自变流器高次谐波作用,因此加入这个环节有助于改善变换器电流谐波情况。直流母线电压稳定意味着直流母线电压充电结束后,全功率变换器前级变流器流入后级变流器的功率守恒。

对于直流母线电压的控制,可以在前级变流器加入电压控制环或者在后级变流器加入电压控制环,即在哪对母线电压进行控制都是可以的,但是在实际中,还应该考虑控制的复杂度,在不同位置对对母线电压控制,其复杂度和控制效果可能都不一样。

由于直流环不能产生无功功率,若在网侧变流器对直流母线电压进行控制,则其本质反映的是向电网输送有功功率的控制,,如果机侧变 流器和网侧变流器输送的有功功率相等则能维持直流母线电压恒定 。

对于全功率变换器并网控制的个人理解_第1张图片
实际检测到的直流侧电压与给定值相比较,将电压误差送入电压PI调节器,调节器输出d 轴电流(有功电流)给定。可根据q轴电流(无电流)的给定值来控制网侧的功率因数。若iq* 为正值,风力发电系统工作在超前功率因数,向电网发出感性无功;若iq* 为负值,风力发电系统工作在滞后功率因数,向电网发出容性无功,即从电网吸收感性无功功率 。

总结:改变输出电压幅值或者有功功率,则调整调节器输出的有功电流给定即可。改变输出的无功功率,则调整调节器q轴给定电流即可。

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