逆变器电压内环控制设计



基于V/F控制的三相逆变器仿真模型研究（Simulink仿真实现）

分布式电源逆变器控制方法有PQ控制、V/f控制和Droop控制，其中V/f控制适用于孤岛运行微电网，使频率和电压保持稳定。采用V/f控制策略的三相逆变器，在功率变化范围内，输出电压保持稳定。V/f控制通过反馈电压调节交流侧电压，实现输出电压稳定，通常采用双环控制策略，电压外环保持稳定输出电压，电流内环快速抵御扰动。三相逆变器输出电压和逆变桥输出电流经过Park变换为d轴和q轴分量，与指令电压、角频率和参考信号通过PI控制器和反Park变换形成六路驱动信号，控制开关管开通与关断。

V/F控制是将交流电压振幅与频率按比例关系控制的一种方法，用于将直流电能转换为交流电能。在仿真模型研究中，使用电力系统仿真软件如Matlab/Simulink、PSIM等建立控制方法模型。模型关键在于将直流电压转换为交流电压，具体步骤包括建立直流电压源、三相逆变器桥臂和三相负载模型，将它们连接起来，并设置V/F控制参数。运行仿真后，可以观察逆变器输出的交流电压和负载电流波形，以及功率转换效率等指标，评估V/F控制性能。具体仿真步骤和参数可能因使用的仿真软件有所不同。

基于V/F控制的三相逆变器仿真模型搭建步骤包括：建立直流电压源、三相逆变器桥臂、三相负载模型，连接电源、逆变器和负载，设置V/F控制参数并运行仿真。观察仿真结果，如逆变器输出波形和负载电流波形，以及功率转换效率等性能指标，评估V/F控制方法的性能。

在具体研究中，仿真模型的搭建和参数设置应根据实际情况进行调整和优化。具体步骤和参数设置因使用的仿真软件而异，以上为一般性参考步骤。

参考文献：文章中引用内容如有不妥，请随时联系删除。[1] 张飞, 刘亚, 张玉杰. 基于V/F控制的三相逆变器仿真模型的研究[J]. 自动化与仪器仪表, 2015.

电流型虚拟同步机控制（VSG)

电流型虚拟同步机控制是一种通过模拟同步发电机特性来改善新能源发电背景下电力系统调频和调压能力的控制方案。以下是关于电流型VSG控制的几个关键点：

核心特性：

模拟同步发电机：VSG技术的核心在于模拟传统同步发电机的运行特性，包括惯性和阻尼，从而增强电力系统的稳定性。

技术路线：

电流控制型：作为VSG的两种主要技术路线之一，电流控制型VSG已在大容量新能源电站中得到实际应用。

系统组成：

锁相环、有功和无功控制、电流内环控制：这些组成部分共同协作，实现VSG的控制功能。锁相环用于同步电网电压，有功和无功控制用于调整输出功率，电流内环控制则确保电流的稳定输出。

稳定性分析：

控制参数对稳定性有显著影响：如惯性时间常数Tj和锁相环比例系数KPpll等参数的改变，可能对系统的特征根和振荡模态产生显著影响，进而影响系统的稳定性。并网适应性：在电压等级较高的电网和弱电网环境下，电流控制型VSG需要特别关注其并网适应性，以防止由于阻抗比或电网强度变化引起的失稳。

双模式切换：

强化并网稳定性：双模式切换的设计允许VSG在VSG模式和逆变器PQ模式之间无扰动地切换，这进一步强化了逆变器的并网稳定性。

综上所述，电流型VSG控制是一种有效的技术方案，能够改善新能源发电背景下的电力系统调频和调压能力，但其并网稳定性和控制参数的合理设定也是至关重要的。

基于准比例谐振QPR_并网模式微电网逆变器VSG控制_SIMULINK_仿真模型搭建

基于准比例谐振(QPR)并网模式微电网逆变器VSG控制的SIMULINK仿真模型搭建

一、控制目标

在基于准比例谐振(QPR)并网模式的微电网逆变器VSG控制中，主要实现以下两个控制目标：

并网输出电流的总谐波失真(THD)小于3%：确保并网电流的质量，减少谐波对电网的影响。输出功率能够无静差跟踪功率参考值：实现逆变器输出功率的精确控制，以满足电网对功率的需求。

二、控制策略

为了实现上述控制目标，采用VSG功率外环+虚拟阻抗+QPR内环的控制策略。具体控制流程如下：

VSG功率外环：根据设定的功率参考值，通过VSG算法计算出三相参考电压信号。虚拟阻抗控制：将VSG功率外环产生的三相参考电压信号通过电磁方程转换为电感电流参考值。虚拟阻抗的引入可以模拟实际电网中的阻抗特性，提高系统的稳定性和响应速度。QPR准比例谐振控制器：准确跟踪虚拟阻抗控制产生的电感电流参考值，输出三相调制波信号，控制逆变器开关管的通断，从而实现对逆变器输出功率和并网电流的控制。

三、仿真模型搭建

在SIMULINK中搭建基于QPR并网模式微电网逆变器VSG控制的仿真模型，主要包括整体控制模型和虚拟阻抗+QPR准比例谐振控制模型两部分。

1. 整体控制模型

整体控制模型包括VSG功率外环、虚拟阻抗控制和QPR内环控制器等模块。通过设定功率参考值，VSG功率外环计算出三相参考电压信号，然后经过虚拟阻抗控制转换为电感电流参考值，最后由QPR内环控制器跟踪电感电流参考值并输出三相调制波信号。

2. 虚拟阻抗+QPR准比例谐振控制模型

虚拟阻抗+QPR准比例谐振控制模型是整体控制模型中的核心部分。该模型通过虚拟阻抗控制将三相参考电压信号转换为电感电流参考值，然后利用QPR准比例谐振控制器跟踪电感电流参考值，并输出三相调制波信号。

四、仿真结果

通过仿真验证，可以得到以下结果：

电流内环合理性验证：利用bode图验证QPR控制器的性能。根据bode图，QPR控制器在50Hz频率点实现了无静差跟踪，表明控制器设计是合理的。并网输出功率：仿真结果显示，逆变器输出功率能够无静差跟踪功率参考值，满足控制目标。输出电压电流及电流THD波形：仿真结果显示，输出电压电流波形稳定，电流的THD为0.52%，满足并网谐波指标。

五、总结

基于准比例谐振控制器(QPR)的VSG模型能够实现良好的并网效果。通过VSG功率外环+虚拟阻抗+QPR内环的控制策略，可以实现对逆变器输出功率和并网电流的精确控制，满足并网谐波指标和功率跟踪要求。该控制策略具有较高的稳定性和响应速度，适用于微电网逆变器的并网控制。

如有需要更详细的仿真模型搭建过程或相关技术支持，请联系QQ：1176459849。同时，也可以参考相关论文如《基于VSG的储能系统并网逆变器建模与参数整定方法》等，以获取更深入的理论知识和实践经验。

双向PCS储能变流器（二）基于T型三电平逆变器拓扑的单级式PCS MATLAB/Simulink仿真实现

基于T型三电平逆变器拓扑的单级式PCS在MATLAB/Simulink中的仿真实现，主要包括以下关键步骤和要点：

系统设计与参数设置：

三相电网电压与频率：设定仿真中的电网电压等级和频率，这是系统运行的基础参数。直流电压：根据实际应用需求，设定储能系统的直流母线电压。储能变流器开关频率：选择合适的开关频率，以平衡系统性能和开关损耗。负载功率：根据仿真需求，设定负载的功率特性。

控制策略设计：

电压外环与电流内环：采用PI控制器构建电压外环和电流内环，以实现精确的电压和电流控制。三电平SVPWM空间矢量调制：利用三电平空间矢量脉宽调制技术，优化开关状态，提高逆变效率。锁相环技术：引入锁相环技术，确保系统能够准确跟踪电网相位，实现同步控制。

仿真模型搭建：

T型三电平逆变器模型：在MATLAB/Simulink中搭建T型三电平逆变器模型，包括功率开关器件、直流母线电容等。双向PCS控制系统模型：结合电压外环、电流内环控制器和三电平SVPWM调制策略，搭建双向PCS的控制系统模型。电网与负载模型：搭建三相电网模型和负载模型，以模拟实际运行场景。

仿真结果分析：

电压稳定性：观察并验证系统在逆变并网和整流模式下的电压稳定性。电流畸变率：分析电流波形，确保电流畸变率低于设定值。中点电位平衡：验证T型三电平逆变器在双向PCS中的应用效果，确保中点电位平衡功能正常。

系统性能验证：

逆变并网模式：在逆变并网模式下，验证系统能否将直流电能高效转换为交流电能并入电网。整流模式：在整流模式下，验证系统能否将交流电能转换为直流电能并存储于储能系统中。

总结：基于T型三电平逆变器拓扑的单级式PCS在MATLAB/Simulink中的仿真实现，通过精确的系统设计与参数设置、合理的控制策略设计、详细的仿真模型搭建以及全面的仿真结果分析，验证了T型三电平逆变器在双向PCS中的应用效果，确保了系统的高效稳定运行。

光伏逆变器 电流内环控制的作用

在光伏逆变并网技术中，逆变器的输出电压需要与电网电压保持一致，即同频、同相、同幅值。因此，只要电网电压没有变化，逆变器的输出电压也是稳定的。当逆变器并入电网时，它会将太阳能板产生的能量转换为电力，并以功率的形式注入电网。我们知道，功率是由电压和电流的乘积决定的。由于电网电压是恒定的，当功率发生变化时，变化的部分主要体现在电流上。因此，不同功率下的电流也会有所不同。

电流内环控制正是为了应对这种变化而设计的。它能够实时监测并调整逆变器输出的电流，确保功率的变化能够被准确地反映到电网中。电流内环控制通过精确调节电流，使得逆变器能够高效、稳定地工作，从而保证系统的整体性能。这种控制方式不仅有助于提高系统的响应速度，还能有效减少电网中的谐波污染，提升系统的稳定性。

具体来说，电流内环控制能够根据负载的变化迅速调整电流，使逆变器输出的电流与电网电压相匹配。这样做的好处是，一方面可以保证逆变器输出功率的准确性，另一方面也能提高系统的动态响应能力，使得系统在面对负载突变时能够迅速做出反应。此外，电流内环控制还能通过优化电流波形，降低系统的损耗，提高系统的效率。

综上所述，电流内环控制在光伏逆变器并网技术中发挥着至关重要的作用。它不仅能够确保逆变器输出的电流与电网电压相匹配，还能提高系统的响应速度、稳定性以及效率，从而为整个电力系统的稳定运行提供有力支持。

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