逆变器pq控制

并网逆变器的VSG/PQ控制及其平滑切换方法

本文探讨并网逆变器的电压源型发电机（VSG）与功率因数控制（PQ）的平滑切换方法，针对逆变器在不同工作模式下的灵活控制需求。对于并网运行的逆变器，PQ控制因缺乏频率惯性和阻尼而难以为电网提供频率支撑，而VSG控制能增加系统频率惯性。在切换模式时，需确保切换过程对电能质量的影响最小。此外，PQ控制逆变器在离网运行时需转换至VSG控制以避免VSG过载。

为解决上述问题，提出了VSG和PQ控制在并网条件下平滑切换的策略。VSG控制通过电路模拟器模型实现输出变量电流环指令值与PQ控制方式的统一。通过控制切换前后的电流环指令值和调制波相位，实现两种控制方式的平滑过渡。在具体切换过程中，针对幅度、频率和相位的同步控制，通过反推求解PI控制器的积分初值，确保切换瞬间调制波的连续性，避免相位突变引起的影响。

在VSG到PQ的切换中，采用采样切换前VSG实际输出功率作为PQ控制的目标功率参考值，保证幅度一致性；通过反推求解PI控制器的积分值，确保切换瞬间电流指令值和调制波的平滑切换。对于PQ到VSG的切换，需满足电流指令值与调制相位的同步，通过切换前的电流环指令值作为VSG控制的初始值，实现相位的平滑过渡，并通过计算得到切换时刻VSG控制的电动势，确保切换后的运行过程中电流指令值的稳定。

综上所述，本文提出的方法实现了VSG与PQ控制的平滑切换，有效减小了控制方式转换对电能质量的影响，提高了并网逆变器在不同工作状态下的稳定性和效率。此研究为逆变器控制策略的优化提供了理论基础和实践指导。

微电网逆变器PQ控制_SIMULINK_模型搭建详解

微电网逆变器四大经典控制方式中，本文聚焦于PQ控制，具体探讨其SIMULINK模型搭建。PQ控制实质上是一种电流控制，其核心在于电压和频率由电网给定，通过电流控制确保输出功率稳定，实现恒功率控制。

控制流程示意图直观展示了PQ控制的运作原理。首先，通过功率环计算得到电流参考信号，进而利用电流环PI调节得到三相调制波，最后通过SPWM调制送至开关管，完成控制过程。在具体实现中，模型包括功率电路部分和控制电路部分。

功率电路部分包含直流源、两电平变换器、LC滤波器以及电网及线路阻抗，采样输出电压电流信号，为后续控制提供数据。在控制电路部分，根据电压电流信号计算瞬时功率、电压锁相与坐标变换，功率指令引导电流参考信号产生，经过电流环PI调节得到三相调制波。SPWM发波环节采用双极性调制方式，生成六路PWM脉冲信号。

仿真结果表明，PQ控制实现稳定输出，有功功率稳定在10kW，无功功率为0，准确跟踪给定信号。同时，输出电压电流信号表现良好，THD值仅为0.84%，满足电网小于5%的要求。

总结，通过SIMULINK搭建的微电网逆变器PQ控制模型，展示了其在实际应用中的有效性和可靠性。欢迎读者在评论区留言或通过SQG_SDU微信，共同探讨相关技术，共享学习成果。

并网逆变器控制策略主要有几种?各自的特点是什么?

1. 本文研究了并网逆变器在电压源型发电机（VSG）和功率因数（PQ）控制模式间的平滑切换方法。

2. 分析了逆变器在不同控制模式下的工作特点，指出PQ控制缺乏对电网频率的支撑作用，而VSG控制能增加系统频率惯性。

3. 提出了在并网条件下实现VSG与PQ控制平滑切换的策略，通过电路模拟器模型整合两种控制方式的输出变量。

4. 控制切换前后电流环指令值和调制波相位，确保两种控制方式的无缝过渡，避免相位突变造成的影响。

5. 在从VSG到PQ控制切换时，利用实际输出功率作为参考值，保持幅度一致性，并通过PI控制器积分值实现平滑切换。

6. 从PQ到VSG切换时，保证电流指令值与调制相位的同步过渡，通过计算得到切换时的VSG控制电动势，确保稳定运行。

7. 综上所述，本研究提出的方法有效减少了控制切换对电能质量的影响，提升了并网逆变器的稳定性和效率。

8. 此研究成果为逆变器控制策略的优化提供了理论依据和实践指导。

VSG与下垂控制对比研究

传统PQ控制方式在同步电网中通过锁相环同步逆变器输出电压与电网，调整输出电流以输出预定的有功功率和无功功率。然而，其主要问题在于缺乏电压保持和频率支撑能力，因此不适合孤岛运行模式。且由于缺乏转动惯量，PQ控制方式的逆变器在电网范围应用受限。

VSG控制方式解决了PQ控制的局限性，提供电压保持、频率支撑及功率分配能力，使得逆变器在孤岛模式下也能运行，且适用于更广泛的电网环境。VSG控制策略通过直流链路中的能量储存实现虚拟惯量，有效增强系统的稳定性和响应速度。

下垂控制则是一种基于电网阻抗调整的控制方法，分为传统的P-V下垂控制和基于虚拟f-V框架的新下垂控制。新下垂控制P-V控制具有更优的功率分配能力及稳定性，适用于任意线路阻抗比的逆变器控制。下垂控制的第二层和第三层分别负责频率和电压的保持，以及并网模式下的潮流控制和优化运行。

在无功功率控制方面，VSG控制和下垂控制采用相同的Q-V下垂控制方式。VSG控制中，暂态电动势由空载电动势、无功功率调节器输出值、无功下垂系数及输出的平均无功功率组成。为方便控制，VSG输出的无功功率通常需滤除二次或三次谐波。VSG控制的摇摆方程考虑了虚拟惯量和阻尼因子，通过虚拟转子角频率与PCC点电压传感器安装处的角频率的关系来实现频率稳定控制。

通过将公式（1）和（2）中的相关变量消去，可以得到简化后的控制方程式，这有助于实现更直观的同步频率控制。在下垂控制中，有功功率控制与虚拟惯量和阻尼因子无关，当二者被设为零时，下垂控制可以视为VSG控制的特例。

在频率暂态响应分析中，通过比较在单机系统中VSG控制和下垂控制两种模型下的频率阶跃响应，可以得出在惯量较大的系统中，瞬时故障后的二次调频可有效减少最大频率偏移，使系统稳定。而惯量较小的系统在负荷变化时容易引起频率震荡，导致不必要的跳闸和甩荷动作。

研究结果表明，在负载变化过程中，VSG控制和下垂控制在稳态增益方面具有相同的特性，这意味着在稳态情况下，两种控制方式在功率分配、频率稳定性和系统响应速度方面具有相似表现。然而，VSG控制通过虚拟惯量和阻尼因子的引入，提供了更好的动态性能和稳定性，使其在孤岛运行和广泛电网应用中具有优势。

技术分享|三相并网逆变器PQ控制算法控制解析

在储能系统并网应用中，功率调节性能对参与电网管理至关重要。PQ控制算法因其高效性成为主流选择，其核心在于依据电网指令精确调节有功和无功功率输出。该算法首先计算d轴电流和q轴电流的参考值，再通过PI控制实现对功率的精准控制。

实验系统采用研旭的功率模块YXPHM-TP210b、SP2000控制器及YXPVS5K光伏电池阵列模拟器，构建了完整的储能逆变PQ控制系统。Simulink软件用于算法开发，YX-View2000上位机软件实时监控系统运行。

算法模型基于Id和Iq作为电网电流的d轴分量和q轴分量，Ugd和Ugq为电网电压的对应分量。通过公式计算有功和无功功率，当电网电压定向至d轴时，可简化计算过程。依据公式求得dq轴电流参考值，构建Simulink计算模型实现算法逻辑。

将PQ控制模块引入DC-AC模型，替换原直流电压PI控制模块，形成包含PQ有功无功功率控制的逆变系统。实验中，采用直流电源作为储能单元，设定输出电压为600V，电流过流限制15A。通过SP2000控制器运行Simulink模型，上位机View2000监控系统状态，实时显示电压电流波形。

实验结果表明，通过上位机界面设置功率输出，逆变器输出功率可从2000W调整至5000W。功率稳定在5000W时，直流电源输出电流与功率保持同步，验证了PQ控制算法的有效性和精准性。

基于储能变流器的微电网并/离网无缝切换

智能微电网并网与离网无缝切换

智能微电网凭借其灵活性和可靠性，已成为智能配电网的关键环节。其核心功能是实现并网与离网的无缝切换，确保在大电网断电时，关键负荷仍能持续供电。通常通过储能PCS实现微电网在并网与孤岛模式间的平稳转换。

微电网系统常见控制策略包括下垂控制与主从控制。光伏、风电等商用并网逆变器采用常规P/Q控制，不利于直接集成于采用下垂控制的微电网系统。并网运行时，储能变流器以PQ模式运行，控制入网电流；而孤岛运行则转换为VF模式，提供电压和频率基准。

并网运行采用P-Q运行模式，储能换流器在并网模式下，依靠电网提供的稳定电压与频率支撑。分布式电源不需考虑电压与频率调节。并网状态下，采用双闭环控制，外环功率控制，内环电流控制。

独立运行采用恒压/恒频控制（V-F控制），在电网故障情况下，微电网系统可独立运行，保证关键负荷供电。独立运行时，储能变流器作为电源，通过锁相技术调节逆变后的正弦电压频率。

孤岛运行时，储能变流器以V/F模式运行，提供稳定电压与频率基准给其他若干从逆变器。电压外环与电流内环共同调节，确保系统平稳运行。

无缝切换关键在于并网与独立运行模式间的协调。电网故障时，储能换流器从PQ控制转换至VF控制，实现快速、平滑的切换。采用平稳同期方法，微电网与分布式电源协同进行同期并网，通过交流电网锁相环输出信号控制储能换流器的调制频率，完成频率同步调节。

并网与独立运行之间的无缝切换，是智能微电网稳定运行的关键。通过有效的控制策略与切换机制，微电网能够实现高效、可靠的运行，为用户提供持续稳定的能源供应。

基于DDSRF正负序分离方法的不平衡电网PQ控制策略_平衡电流控制

并网逆变器在面对不平衡电网时，需要实现对正序、负序和零序分量的分离，通过锁相环对正序电压进行定向，进而实现正序电网电压的控制。本文采用的DDSRF方法进行锁相，通过分离正负序分量，利用锁相环对正序电压进行锁相，然后进行dq变换，实现电流控制。整体控制策略以基本的并网逆变器PQ控制为起点，额外加入不平衡电网的正负序分离步骤和负序电流控制。在不平衡电网中，通过控制正序电流实现单位功率因数入网，而负序电流则控制为零，以输出平衡电流。

仿真模型搭建了硬件电路、整体仿真电路、不平衡电压搭建方法和控制部分。在不平衡电压下，采用解耦双同步旋转坐标系锁相环（DDSRF_PLL）进行锁相。通过锁相的关键在于利用正序电压进行定向。仿真结果表明，电流实现了平衡控制，在平衡电网和不平衡电网两种情况下，逆变器均能实现单位功率因数并网。

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功率指令输出，达到单位功率因数并网的目的。此策略在处理不平衡电网问题时表现出了较好的性能，实现了电流的平衡控制。

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