并网逆变器dq变换

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。

欢迎在评论区留言或加我微信：SQG_SDU，共同讨论，共同进步。

SVPWM并网逆变器

并网逆变器的原理与控制策略

并网逆变器是实现电能转换和输出的关键设备，其核心在于SVPWM（空间矢量脉宽调制）调制技术的运用。SVPWM技术通过精确控制逆变器的开关状态，实现对输出电压幅值和相位的控制，进而调节流过电路的电流和向电网注入的功率。

并网逆变器结构由电网侧电压决定，通过SVPWM调制控制输出电压幅值和相位，从而调节电流，控制注入功率。以a相为例，RL支路电压与电流方程描述了这种关系。忽略PWM调制和开关状态，假设逆变器输出标准三相正弦电压，方程中的电网电压幅值和相位由电网状态决定，输出电压可调，因此能控制电流。

为建立并网逆变器的数学模型，我们采用坐标变换原理将方程从三相静止坐标系转换到两相旋转坐标系，以简化计算。通过定义变换矩阵和相对位置，我们可以使用dq坐标系表示电压和电流方程，实现独立控制d、q轴电流分量。利用Laplace变换，我们能够画出系统的结构框图，分析输入输出变量之间的关系。

在电网电压定向控制中，我们要求dq坐标系的d轴与电网电压合成矢量方向重合。通过电网电压定向，我们能够独立控制逆变器向电网注入的有功和无功功率。实现这一目标，我们利用锁相环（PLL）计算合成电压矢量的相位，进而调整dq坐标系的旋转角度。

为了验证上述理论，我们可以使用仿真程序进行模拟。通过链接获取的仿真程序，我们能够直观地观察并网逆变器的工作过程，验证控制策略的有效性。

三相锁相环PLL锁相原理及仿真验证

锁相环在光伏逆变器并网中有重要应用，负责测量电网信号相位，实现逆变器单位功率因数并网。

原理分析中，三相锁相环首先通过abc三相电压的dq0变换，将交流量转换至同步旋转坐标系下的分量，便于进行直流量控制。通过PI调节使得a相q轴分量为0，借助积分环节计算出d轴旋转角度。由于a相与d轴最终重合，此角度即为a相角度，图1展示了这一原理。

结合实际情况分析，若a相电压滞后d轴30°，a相电压q轴分量为负值。通过原理图，可得知经PI调节后输出正值，与电网角速度相减，得到小于电网角速度的w。积分后得到wt，反馈到派克变换中，使得dq坐标系旋转速度减慢。经过调节，最终d轴与电网电压同步旋转，此时q轴分量为0，电网电压与d轴保持同步，此时得到a相角度，锁相成功。

仿真验证中，在三相并网逆变器中验证三相锁相环，输出的正弦曲线与电网相位一致，验证锁相成功。

单相锁相环（一）基于二阶广义积分器的单相锁相环（SOGI-PLL）的matlab/simulink仿真

SOGI-PLL在单相并网逆变器和单相整流器应用中，提供准确快速的电网电压锁相功能，以获取频率、相位、幅值等信息。常规软件锁相技术采用dq旋转坐标变换，但实际单相系统缺乏三维坐标系，故Clark变换不适用。SOGI-PLL采用二阶广义积分器，产生90°相位差信号，不受频率影响，具有滤波特性，对高次谐波有衰减作用，简化了实现过程。SOGI电路的传递函数在无阻尼自然频率下表现为无限大增益的积分器。该电路在k=1.41时的频率响应表明，当输入信号频率为ω0时，输出信号d和q与输入信号f同相，而q滞后90°，且随谐波次数增加，系统对谐波衰减效果越显著。二阶广义积分器的离散化采用双线性变换法，确保输出信号正交，避免纹波出现。结合SRF-PLL，SOGI-PLL实现闭环控制，通过二阶广义积分器产生正交信号，经过Park变换得到vd和vq，送入PI调节器以输出瞬时角频率，进而积分得到相位值。Matlab/Simulink中的SOGI-PLL仿真模型验证了其在三相相电压有效值220V、频率50Hz条件下的性能。通过综合分析推荐论文和本篇文章，学习SOGI-PLL原理和应用的电力电子工程师能够迅速掌握相关技术。

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。

阻抗建模、验证扫频法光伏并网逆变器扫频与稳定性分析(包含锁相环电流环)（Simulink仿真实现）

并网逆变器序阻抗扫描与稳定性分析，结合锁相环与电流环，是新能源变流器研究的重要部分。本文旨在介绍一种基于Simulink仿真的光伏并网逆变器扫频与稳定性分析方法。

首先，概述了逆变器序阻抗扫描的关键步骤，包括阻抗建模与验证，以及扫频法的应用。通过设置扫描范围与点数，可以准确评估逆变器在不同电网条件下的性能。程序附带详尽注释，确保代码清晰易懂，包含阻抗建模与扫频两个部分。

进一步，提供了在线讲解，演示如何高效使用仿真程序，一次可扫描五个点，实测30个点仅需2到5分钟。仿真结果包括Nyquist奈奎斯特曲线，为分析提供直观数据支持。

稳定性分析采用序阻抗方法，理论与仿真结果一致。然而，在考虑电网阻抗影响的电流环路分析（dq阻抗）时，遇到特定问题。例如，当电网阻抗为10mH时，仿真显示不稳定现象，序阻抗判定同样不稳定。详细分析结果如下。

运行结果显示，特定条件下逆变器稳定性受到挑战。针对此现象，后续研究可深入探讨电流环路设计与优化，以提高逆变器在弱电网条件下的稳定性能。

参考文献部分，引用了李杨和伍文华的研究，进一步支持本文分析方法的理论基础与应用价值。文章中提及的引用会确保准确性与合法性。

最后，为确保学术诚信，引用来源均注明出处或引用为参考文献。如发现任何不妥之处，请随时联系作者，以便及时修正。

PLECS 应用示例（77）：三相T型逆变器（Three-Phase T-Type Inverter）

本文展示了一款用于并网应用的三相T型逆变器，采用Wolfspeed SiC MOSFET。图1显示了电路图，演示了如何选择器件、控制器参数和调制方法以影响逆变器的热性能。模型研究了逆变器在不同运行条件下的性能，确保系统安全高效运行。

T型逆变器类似于三电平中点箝位（NPC）逆变器，提供改进的谐波性能，同时减少零件数量和外部开关器件的导通损耗。本示例展示了一个22 kVA额定功率的T型逆变器，将800 V直流母线转换为三相60 Hz、480 V（线路，rms）配电。

模型配置了三种不同开关类型的SiC MOSFET，分别具有不同的额定电压、额定电流和RdsOn值，用于评估其热性能。每个器件都被建模为具有定制掩模配置的子系统，包括MOSFET和体二极管，以及热模型。组件掩模参数包括导通电阻和体二极管正向电压，以确定电流流过路径，影响开关损耗。

控制器采用解耦的同步参考系电流控制器，用于生成dq电压参考，通过独立的PI调节器将逆变器输出电流调节至设定点。PI控制器包括去耦前馈项，使用简单的同步参考帧锁相环（PLL）测量电压参考相位角，然后转换为三相电压参考，馈送到调制器，用户可选择不同的调制方案。

调制器组件实现不同的调制方法，如SPWM、SVPWM、THIPWM、THZSPWM和DPWM，以比较其对半导体损耗的影响。例如，DPWM在单位功率因数下的损耗最低，但当功率因数角接近0.5时，SPWM和SVPWM方法显示出较高的损耗。

通过操纵控制器设置、调制方案、开关频率、死区时间、控制器增益以及分析设备类型、并联设备数量和外部冷却或散热器的影响，可以试验控制器设置并分析系统级电气规格。参数扫描是确定设计决策如何在一系列操作条件下影响转换器性能的有效方法。

该模型突出显示了PLECS的热建模能力，并可以作为研究控制器设计对其他拓扑结构效率影响的例子。

逆变器直流分量故障怎么处理？

逆变器常见故障及处理方法

1、绝缘阻抗低

使用排除法。把逆变器输入侧的组串全部拔下，然后逐一接上，利用逆变器开机检测绝缘阻抗的功能，检测问题组串，找到问题组串后重点检查直流接头是否有水浸短接支架或者烧熔短接支架，另外还可以检查组件本身是否在边缘地方有黑斑烧毁导致组件通过边框漏电到地网。

2、母线电压低

如果出现在早/晚时段，则为正常问题，因为逆变器在尝试极限发电条件。如果出现在正常白天，检测方法依然为排除法，检测方法与1项相同。

3、漏电流故障

这类问题根本原因就是安装质量问题，选择错误的安装地点与低质量的设备引起。故障点有很多：低质量的直流接头，低质量的组件，组件安装高度不合格，并网设备质量低或进水漏电，一但出现类似问题，可以通过在洒粉找出**点并做好绝缘工作解决问题，如果是材料本省问题则只能更换材料。

4、直流过压保护

随着组件追求高效率工艺改进，功率等级不断更新上升，同时组件开路电压与工作电压也在上涨，设计阶段必须考虑温度系数问题，避免低温情况出现过压导致设备硬损坏。

5、逆变器开机无响应

请确保直流输入线路没有接反，一般直流接头有防呆效果，但是压线端子没有防呆效果，仔细阅读逆变器说明书确保正负极后再压接是很重要的。逆变器内置反接短路保护，在恢复正常接线后正常启动。

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