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    188宝金博页面版: 基于解耦控制的单相并网逆变控制算法

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    内容提示： 《电气自动化)2015年第37卷第五期 能源发电控制技 T he N ew E ne rQy Pow e r C ontrol T e c hnolog 基于解耦控制的单相并网逆变控制算法 蔡逢煌。江彦伟，王武 《福州大学 电气工 程与 自动化 学院 ，福建 福州 350108) 摘 要：并网控制系统存在电网电压扰动与电流控制环的耦合关系。首先在数学上详细分析和推导了电网电压扰动对电流控制的影 响，证明了设计电流控制器时忽略电网电压扰动的不合理性。同时，通过采用解耦控制消除电网电压对电流环的扰动，提高系 统的电流跟踪精度 。最后 ，通过 PSIM软件进行仿真研究 ，并在一台基于TMS320F2808 的4 kVA 并网逆变...

    文档格式：PDF | 页数：3 | 浏览次数：19 | 上传日期：2015-12-30 19:22:05 | 文档星级：
    《电气自动化)2015年第37卷第五期 能源发电控制技 T he N ew E ne rQy Pow e r C ontrol T e c hnolog 基于解耦控制的单相并网逆变控制算法 蔡逢煌。江彦伟，王武 《福州大学 电气工 程与 自动化 学院 ，福建 福州 350108) 摘 要：并网控制系统存在电网电压扰动与电流控制环的耦合关系。首先在数学上详细分析和推导了电网电压扰动对电流控制的影 响，证明了设计电流控制器时忽略电网电压扰动的不合理性。同时，通过采用解耦控制消除电网电压对电流环的扰动，提高系 统的电流跟踪精度 。最后 ，通过 PSIM软件进行仿真研究 ，并在一台基于TMS320F2808 的4 kVA 并网逆变器进行实验 ，仿真与 实验表明了控制算法的可行性和优越性。 关键词：逆变器；电流控制；电网电压扰动；解耦控制；数字控制 DOI ：10．3969／j ．issn．1000 —3886 ．2015．05．013 [ 中图分类号] TM464[ 文献标志码] A [文章编号] 1000 —3886(2015)05 —0040 —03 A C ontrol A lg orithm for S ing le ·-pha se G rid-connection lnve rs ion B a s ed on De coupling C ontroI CA I F eng．huang ，J IA NG Y an—wei ，W A NG W u ( College of Electrical Engineering and Automation，Fuzhou University ，F uzhou Fuf i an 350108，China ) A bstr act ：In the grid connection control system ，there exi sts a coupl ing rel ati onship between gr id vol tage di sturbance and current control loop． Firstly。this paper presents a detailed mathematical ana l ysis and deduction of the inf l uence produced by grid voltage disturbance upon current control ，and proves the ir r ational ity of ignor ing the di sturbance dur i ng the process of de signi ng the current controll er．T hen ， decoupl i ng control i s appl ied to eli minate the di sturbance of gr i d vol tage upon the cur r ent loop and i mprove the cur r ent tracki ng acc uracy of system．Fi na l l y ，si mul ation is made through PSIM 。and an exper i ment is made on a 4 kV A gri d connecti on inverter based on T M S32 0 F2 808 ．T he simulation and exper i ment results ver i fy the feasi bil ity and super iori ty of the proposed control algor i thm． K ey wor ds ：inverter ；cur rent control ；gr i d voltage di sturbance ；decoupl ing control ；digita l control O 引 言 近年来，随着传统不可再生能源 日趋紧张，促使了新能源发 电技术迅速发展。并网逆变器是新能源与电网的重要接口，主要 控制对象是电网电流，主要控制目标是实现低电流谐波下的单位 功率因数并网。因此，并网电流控制技术得到众多学者的关注和 研究 。J 。文献[4 —6] 指出并网电流控制系统存在电网电压扰 动 ，传统 的并 网电流控 制器设 计经常 忽略 电压 扰动 环节 ，然 而并 没有分析忽略扰动的数学条件及其合理性，使控制器效果。因此 本文首次在数学上详细分析了电网电压扰动对电流控制的影响， 并给出了基于解耦控制的并网数字控制算法，最后在一台4 kVA 的全数 字控制逆变器上进行 了验证 。 1 并网控制系统分析 本文以单相全桥逆变器为控制对象 ，采用单极性控制。其中 和 c，分别为滤波电感和滤波电容，因为滤波电容很。圆 网电流控制时可以忽略电容电流，直接控制电感电流。 由图 1，根据基尔霍夫定律和拉氏变换可得 ： 1 ，L( s) = ( D ( s) Vb ( s) 一 ( s) ) ( 1) L f 其中 D(S) 为开关管 占空比。 定稿 日期 ：2014 —10 —28 基金项 目：福建省 自然科 学基金 资助项 目(2013J01178) 40 E lectricaI A utomation us 一 图 1 全桥逆变 电路拓扑 1．1 扰动环节对控制环路的影响分析 最基本的直接瞬时控制电感 电流方法是采用比例调节跟踪 正弦电流给定信号 ，其占空比表达式为： D ( s) = Kip( IR( s) 一 ( s) ) ( 2 ) 其中 为比 例控制 系数 ， ( S) 为 电流 给定，综合式 ( 1) 和 ( 2 ) ， 并对 它们 做 图2 电流环比例控制框图 带零阶保持器的 变换，则可得到电流跟踪比例调节在离散域下 的控制框 图，如图 2 所 示。 由图 2 可得到 IL( 。) 的表达式为 ： ( ) = G (：)IR(z) 一G：(Z) ( ) (3) 其中 G ( )IR( ) 和 G：( ) ( )分别为控制器部分和电网电压扰

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