逆变器恒无功



微电网逆变器PQ控制_SIMULINK_模型搭建详解

微电网逆变器PQ控制SIMULINK模型搭建详解

PQ控制，即恒功率控制，是微电网逆变器的一种经典控制方式。在PQ控制下，电压和频率由电网给定，通过控制电流进而控制输出的功率为给定值。因此，PQ控制本质上是一种电流控制。以下将详细介绍如何在SIMULINK中搭建PQ控制的微电网逆变器模型。

一、PQ控制控制思路

PQ控制的控制框图如下所示：

通过功率环得到电流的参考信号，再经过电流环PI调节，可以得到参考波的dq轴分量。经过2r/3s逆变换后，得到三相调制波，通过SPWM调制送给六路开关管即可完成控制。

二、仿真模型搭建

功率电路部分

功率电路部分包括直流源、两电平变换器、LC滤波器、电网及线路阻抗。采样输出的电压电流信号送入控制部分。

控制电路部分

控制电路部分主要利用电压电流信号求得瞬时功率，进行电压锁相，以及坐标变换。功率指令求得电流的参考信号，经过电流环PI调节得到三相调制波。

瞬时功率计算：根据采样得到的电压和电流信号，计算瞬时有功功率和无功功率。

电压锁相：通过锁相环（PLL）得到电网电压的相位信息。

坐标变换：将三相电压和电流信号从abc坐标系变换到dq坐标系。

功率指令与电流参考信号：根据给定的有功功率和无功功率指令，计算得到电流的参考信号。

电流环PI调节：将电流的参考信号与实际电流进行比较，通过PI调节器得到调制波的dq轴分量。

（注：图中所示为有功10kW，无功为0的情况）

SPWM发波部分

SPWM发波部分采用双极性调制方式，确定六路PWM脉冲信号。将调制波的dq轴分量经过2r/3s逆变换得到三相调制波，与载波进行比较，得到六路PWM脉冲信号，用于控制六路开关管。

三、仿真结果

输出功率

仿真结果显示，输出的有功功率为10kW，无功功率为0，能够准确跟踪给定信号。

输出电压电流信号

仿真得到的输出电压和电流信号波形稳定，无明显谐波。

电流信号的THDi

测量此时电流信号的总谐波失真（THDi）为0.84%，满足电网小于5%的要求。

四、总结

本文详细介绍了PQ控制的微电网逆变器在SIMULINK中的模型搭建过程，包括功率电路部分、控制电路部分和SPWM发波部分的搭建。仿真结果显示，该模型能够准确跟踪给定的有功功率和无功功率指令，输出电压和电流信号波形稳定，电流信号的THDi满足电网要求。希望本文能够为读者在微电网逆变器控制方面的研究和应用提供参考。

电压型逆变器是用？

逆变电路直流侧电源是电压源的称为电压型逆变电路（Voltage Source Type Inverter－－VSTI)。

特点

①由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。由图1a可见,A相电流iΑ可视为六阶梯波相电压uAO对负载ZΑ作用的成果。iΑ的变更规律取决于ZΑ的性质。例如在纯阻负载时，iΑ也为六阶梯波；在感性负载时则分段按指数曲线升降等。

②只有单方向传递功率的功效。 在图1中由于直流电源是由晶闸管组成的相控整流电路，其输出电流id方向不能转变；直流侧又并联大电解电容Cd，因此输出电压平均值Ud极性也不能转变，因此逆变入端功率平均值PB恒大于零，即电能只能由直流侧经逆变电路输向负载而不能沿相反方向由负载反馈回电网。

③故障电流较难克制。由于逆变入端并联大电容Cd，当逆变侧短路时，Cd中电能将释放出来，形成浪涌短路电流。

什么是电压型逆变器？

电压型逆变器指的是逆变电路直流侧电源是电压源的逆变器。

电压型逆变器的逆变电路由6个导电臂组成,每个导电臂均由具有自关断能力的全控型器件及反并联二极管组成，实际上是一种全控型逆变电路。

电压型逆变器的应用：

1、笼式交流电动机变频调速系统。逆变电路只具有单方向传递电能的功能，所以比较适用于稳态运行、无需频繁起制动和加、减速的场合。

2、电源在逆变输入端并接蓄电池，类似于电压源。

扩展资料

特点：

1、由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

2、只有单方向传递功率的功效。逆变入端功率平均值PB恒大于零，即电能只能由直流侧经逆变电路输向负载而不能沿相反方向由负载反馈回电网。

3、故障电流较难克制。由于逆变入端并联大电容Cd，当逆变侧短路时，Cd中电能将释放出来，形成浪涌短路电流。

百度百科-电压型逆变电路

百度百科-逆变器

串联谐振和并联谐振的区别与特点？

串联谐振和并联谐振的区别与特点？

（1）串联谐振逆变器的负载电路对电源呈现低阻抗，要求由电压源供电。当逆变失败时，浪涌电流大，保护困难。并联谐振逆变器的负载电路对电源呈现高阻抗，要求由电流源供电。在逆变失败时，冲击不大，较易保护。

（2）串联谐振逆变器的输入电压恒定，输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波，换流是在晶闸管上电流过零以后进行，因而电流总是超前电压一φ角。并联谐振逆变器的输入电流恒定，输出电压近似正弦波，输出电流为矩形波，换流是在谐振电容器上电压过零以前进行，负载电流也总是越前于电压一φ角。

（3）串联谐振逆变器是恒压源供电。并联谐振逆变器是恒流源供电。

（4）串联谐振逆变器的工作频率必须低于负载电路的固有振荡频率。并联谐振逆变器的工作频率必须略高于负载电路的固有振荡频率。

（5）串联谐振逆变器的功率调节方式有二：改变直流电源电压Ud或改变晶闸管的触发频率。并联谐振逆变器的功率调节方式，一般只能是改变直流电源电压Ud。

（6）串联谐振逆变器在换流时，晶闸管是自然关断的，关断前其电流已逐渐减小到零，因而关断时间短，损耗小。并联谐振逆变器在换流时，晶闸管是在全电流运行中被强迫关断的，电流被迫降至零以后还需加一段反压时间，因而关断时间较长。

（7）串联谐振逆变器的晶闸管所需承受的电压较低，用380V电网供电时，采用1200V的晶闸管就行。并联谐振逆变器的晶闸管所需承受的电压高，其值随功率因数角φ增大，而迅速增加。

（8）串联谐振逆变器可以自激工作，也可以他激工作。而并联谐振逆变器一般只能工作在自激状态。

（9）在串联谐振逆变器中，晶闸管的触发脉冲不对称，不会引入直流成分电流而影响正常运行；而在并联谐振逆变器中，逆变晶闸管的触发脉冲不对称，则会引入直流成分电流而引起故障。

（10）串联谐振逆变器起动容易，适用于频繁起动工作的场合；而并联谐振逆变器需附加起动电路，起动较为困难。

（11）串联谐振逆变器的感应加热线圈与逆变电源(包括槽路电容器)的距离远时，对输出功率的影响较小。而对并联谐振逆变器来说，感应加热线圈应尽量靠近电源(特别是槽路电容器)，否则功率输出和效率都会大幅度降低。

无功补偿修正系统解决方案-光伏无功问题终结者

无功补偿修正系统解决方案—光伏无功问题终结者

针对光伏并网系统带来的无功补偿问题，以下提供一套全面的解决方案，旨在优化电网功率因数，减少力调电费，并确保电网稳定运行。

一、问题背景

光伏并网系统的传输能量来源于光伏电池，其输出电压和电流曲线为非线性，受光照和温度影响，输出功率随之变化。光伏系统通过电力电子变换器将直流电变换为交流电并入电网。然而，分布式光伏发电系统在为企业提供清洁能源的同时，其并网运行会干扰企业供电网络无功补偿装置的运行，甚至引起无功补偿装置的停运，最终造成功率因数不合格。

二、解决方案

调整光伏逆变器输出功率因数

分布式电源功率因数应在0.95（超前）-0.95（滞后）范围内可调。

通常情况下，逆变器无功控制方式设置为恒功率运行，功率因数恒定设为0.99，逆变器不向电网提供无功容量。

若逆变器容量大于光伏组件容量，可将逆变器无功输出调节为超前0.8-0.9，向电网输出一定量的容性无功。

评价：调节能力有限，且损失逆变器发电量，不适用容配比超过1的情况。

更换无功补偿控制器并加装SVG装置

更换支持四象限无功检测的无功补偿控制器，准确识别系统四种运行方式，精确控制电容器组投切。

加装SVG装置，提高无功补偿的精度和响应速度。

评价：成本高，使用成本高，使用寿命低，发热量大，噪音大，且需要断电改造。

改变光伏主接线并网点方式

将光伏并网点改至低压总开关柜附近，使无功补偿控制器的检测点能够检测到光伏的发电量。

评价：适用于低压总开关柜有空间、并网点距离近的情况，但余电上网不适合，且成本较高。

改变无功补偿控制器的监测回路接线方式

在无功补偿控制器中加入光伏的发电量信息进行修正。

在光伏并网处设置监测点，增设一套与无功补偿装置原监测点同型号、同参数的电流互感器。

评价：采用二次线短接相对简单，但空气端口容易烧坏，不适用长距离并网、多个并网点并网和余电上网的情况。

无功补偿修正装置

在并网点加装多功能电表（卡二次互感器），在低压总进线也加装多功能电表。

通过RS485通讯方式，将并网点功率传送到无功补偿修正装置。

修正装置通过计算，推送修正补偿电流给原电容柜无功补偿控制器，使电容柜准确投切。

评价：目前取得电网认证，适合长距离并网、多并网点，成本优势明显，适合余电上网，安装全程不停电，提供免费监测平台使用。

三、推荐方案

综合学术分析、现场经验和客户反馈，推荐采用方案5—无功补偿修正装置。该方案不仅解决了光伏并网带来的无功补偿问题，还提高了电网运行的稳定性和效率，降低了企业的力调电费。

四、实施效果

通过安装无功补偿修正装置，企业能够实时监测功率因数变化，及时调整无功补偿策略。提高了电网的功率因数，减少了无功功率的传输，降低了电网损耗。降低了企业的力调电费，提高了经济效益。

五、附图

（注：以上附图仅为示例，实际附图可能因具体情况而有所不同。）

综上所述，无功补偿修正装置是解决光伏无功问题的有效方案，值得广泛推广和应用。

光伏逆变器动态无功支撑原理

光伏逆变器动态无功支撑的原理是通过电力电子器件的快速开关控制，在毫秒级时间内调节输出电压与电流的相位差，从而实时改变无功功率的输出方向（吸收或释放），维持电网电压稳定。

一、核心工作原理

光伏逆变器通常工作在单位功率因数状态（仅发有功功率）。当电网需要无功支撑时，其控制芯片（DSP）会快速计算当前电网电压相位，并通过PWM调制技术调整IGBT的开关时序，使输出电流相位相对电压超前或滞后，实现容性（发无功）或感性（吸无功）调节。整个过程可在20-50毫秒内完成，远快于传统同步调相机的秒级响应。

二、关键技术参数

1. 无功调节范围：通常具备±0.8的功率因数调节能力，例如一台100kW逆变器可在-60kvar至+60kvar范围内连续调节无功功率

2. 响应速度：基于IEEE 1547-2018标准，动态无功响应时间需≤100毫秒

3. 电压调节精度：并网点电压控制精度一般可达额定电压的±0.5%

三、控制模式

1. 恒功率因数控制：按设定功率因数值（如0.9）持续提供无功

2. 恒电压控制：监测并网点电压，自动增减无功输出以稳定电压（通常用于馈线末端）

3. 无功-电压下垂控制：根据电压偏差量按比例调节无功输出，斜率可设（常见2%-5%）

注：实际操作需遵循当地电网调度指令，擅自修改参数可能导致系统保护动作。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467