图5 扰动观测法流程图
图6 MPPT实现PSIM仿真图
2.直流母线电压Vd稳定及逆变器控制
三相并网逆变器实现框图如图7所示。实现三相并网逆变器功能必须完成两点,即(1)用锁相环(PLL)获得交流电源Vs电网相位和幅值;(2)三相逆变器双环控制。
图7 三相并网逆变器实现框图
(1)锁相环(PLL)
锁相环 (phase locked loop)是一种利用相位同步产生的电压,去调谐压控振荡器以产生目标频率的负反馈控制系统。根据自动控制原理,这是一种典型的反馈控制电路,利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位,实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪。锁相环通常由鉴相器(PD,Phase Detector)、滤波器(LF,Loop Filter)和压控振荡器(VCO,Voltage Controlled Oscillator)3部分组成。锁相环实现框图如图8所示。
图8 锁相环实现框图
(2)三相并网逆变器控制
要实现三相逆变器的并网功能,需要检测并网交流电源的电压幅值和频率以及直流侧母线的电压Vd并实现电压和电流双环控制。对于三相变量的控制往往是通过坐标变换获得dq直流分量并设计控制器控制。
dq分量的电流和电压方程如式(1)和(2)所示。
1)电流控制器设计
根据逆变器的输出电流方程(5),经过坐标变换后设计PI控制器,设计框图如图10所示
图10 dq轴电流控制器设计框图
2)电压控制器设计
由于电流内环的频带宽度远远高于电压环,因此在设计电压控制器时,电流环可以视为单位1,即电流环的输出跟踪输入。电压控制器采用2型控制器,以减小直流母线2次纹波电压。电压控制器设计框图如图11所示。
图11 电压控制器设计框图
在图11中,
PSIM仿真
在PSIM搭建模拟仿真图如图12所示。仿真结果如图13所示。
图12 光伏三相逆变器并网仿真图