2。3。2 分布式电源的电压电流双环控制原理

基于基尔霍夫电压和电流定律,可以得出三相逆变器的电压和电流方程如下: 

其中:、是电感电流;是电容电压;、是负载电流;Ua、Ub、Uc是逆变桥输出电压。由式(2-3)可以推导出,在ABC坐标系中,三相逆变器的A相的模型框图如图2。4所示,由于A、B、C三相参数相同,所以B、C相的模型框图得与A相的模型框图相同。

图2。4 三相逆变器A相的模型图

上面的数学模型中的变量都是时变交流量,这对控制系统的设计来说有一定的困难。为了解决这个问题,可以将三相abc坐标系通过坐标变换转成和电网基波频率同步旋转的dq坐标系。这样,就将三相abc坐标系中的基波正弦变量通过坐标系变换转化成了同步旋转dq坐标系中的直流变量,简化了控制系统的设计。来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

一般来说,在dq旋转坐标系中表示三相电路时,常以d轴表示无功分量,以q轴表示有功分量,下面用向量图表示两者之间关系,如图2。5所示:

图2。5 三相abc/dq0旋转坐标系

在此基础上就可以分析两种坐标系间的转换关系。三相静止abc坐标系到两相旋转dq坐标系的转换矩阵为:

=       (2-6)

根据变换前后功率不变的原则,由三相静止到三相同步旋转坐标变换关系式如下:

=                   (2-7)

=                  (2-8)

因此,可得在dq坐标系中的三相逆变器的电压电流方程为:

                           (2-9)

由式(2-9)可得在同步旋转dq坐标系下的模型框图,如图2。6所示。

图2。6三相逆变器在dq0坐标系的模型框图

由此可知,电感电流与电容电压之间有耦合关系,要在dq轴下进行控制就必须解耦。

电压型逆变器dq坐标系的电流方程式:

                       (2-10)

由上式可知,d、q轴电流不仅受控制量Ud、Uq、、的影响,而且还受到电流交叉耦合项的影响。采用解耦控制消除电流耦合,用PI调节器对电流进行调节,电流控制系统的方程为

           (2-11)

式中,分别为有功电流和无功电流的参考值。

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