并网逆变器并网电流控制



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。

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。

三相四线制逆变器并网电流复合控制策略

三相四线制逆变器并网电流复合控制策略是一种融合PI控制、PR控制和重复控制的策略，旨在优化并网性能和补偿负载影响。具体解释如下：

融合多种控制方法：

PI控制：用于跟踪直流分量，以其高速度特性确保电流控制的及时性。PR控制：针对特定频率谐波进行控制，利用其带宽和精度优势提高谐波抑制能力。重复控制：处理所有谐波，通过全面跟踪特性增强系统的稳定性和性能。

基波正序电压检测器：

通过补偿电流，确保电位基波正序电流三相对称，从而适应电网电压的畸变和不平衡状态。

系统结构与控制流程：

利用PLL提取电网电压相位，确保逆变器与电网的同步。根据需求计算正序电压和电流参考值，为控制策略提供基准。内环采用PI控制跟踪直流分量，外环或特定环节采用PR控制和重复控制处理谐波。

适应非理想工况：

在电压畸变和不平衡等非理想工况下，复合控制策略仍能快速、精确地跟踪并网电流指令。降低谐波和不平衡度，提高逆变器的并网性能和稳定性。

仿真结果验证：

仿真结果表明，该复合控制策略在负荷变化和电压不理想的情况下仍能保持三相电流的对称性和中线电流的极小化。显示了该控制策略的有效性和稳定性，在实际应用中具有广阔的前景。

光伏逆变器是电流源还是电压源？

光伏并网逆变器通常采用电流源并网的方式，这种方式在电力系统中有着广泛应用，能够有效地控制电流输出，适应光伏系统的特性。然而，也有少数光伏并网逆变器采用电压源并网，这种设计在特定条件下能提供更稳定的电压输出，适应不同负载需求。

离网型逆变器，或者说控制逆变一体机，主要采用电压源的方式工作。这种逆变器不依赖于电网，而是将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，直接供给家庭或小型商业设施使用。电压源的逆变器能够提供稳定的电压输出，确保负载设备的正常运行。

电流源逆变器和电压源逆变器在工作原理上有显著差异。电流源逆变器主要通过控制输出电流来调节功率，而电压源逆变器则侧重于控制输出电压。电流源逆变器适用于需要精确控制电流的应用场景，而电压源逆变器则在稳定性要求较高的场合表现出色。

选择电流源或电压源逆变器，取决于具体应用场景的需求。例如，在光伏并网系统中，电流源逆变器能够更好地与电网协同工作，确保电力系统的稳定运行。而在离网型系统中，电压源逆变器能够提供更加稳定可靠的电力输出，保障负载设备的正常运行。

总之，无论是电流源还是电压源逆变器，都是为了实现高效的能量转换和稳定的电力输出。根据不同的应用场景，选择合适的逆变器类型，才能实现最佳的性能和效果。

并网逆变器的VSG/PQ控制及其平滑切换方法

并网逆变器的VSG/PQ控制及其平滑切换方法如下：

VSG与PQ控制简介： VSG控制：电压源型发电机控制能增加系统频率惯性，为电网提供频率支撑。 PQ控制：功率因数控制因缺乏频率惯性和阻尼，难以为电网提供频率支撑，但适用于特定的功率输出需求。

平滑切换方法： 统一电流环指令值：VSG控制通过电路模拟器模型实现输出变量电流环指令值与PQ控制方式的统一，为平滑切换奠定基础。 控制切换前后的电流环指令值和调制波相位：通过精确控制切换前后的电流环指令值和调制波相位，确保两种控制方式在切换过程中的平滑过渡。 反推求解PI控制器积分初值：针对幅度、频率和相位的同步控制，通过反推求解PI控制器的积分初值，确保切换瞬间调制波的连续性，避免相位突变引起的电能质量波动。

具体切换过程： VSG到PQ的切换： 采样切换前VSG实际输出功率作为PQ控制的目标功率参考值，保证幅度一致性。 通过反推求解PI控制器的积分值，确保切换瞬间电流指令值和调制波的平滑切换。 PQ到VSG的切换： 采用切换前的电流环指令值作为VSG控制的初始值，实现相位的平滑过渡。 通过计算得到切换时刻VSG控制的电动势，确保切换后的运行过程中电流指令值的稳定。

意义： 实现了VSG与PQ控制的平滑切换，有效减小了控制方式转换对电能质量的影响。 提高了并网逆变器在不同工作状态下的稳定性和效率，为逆变器控制策略的优化提供了理论基础和实践指导。

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。

光伏并网系统主要的控制策略包括哪几种

光伏系统并网逆变器控制策略的研究，对于太阳能发电技术的进步至关重要。新能源技术的迅速崛起，特别是太阳能，以其丰富的资源、广泛的地域覆盖和清洁特性，成为最具发展潜力的可再生能源之一。自21世纪初以来，全球太阳能光伏产业经历了快速增长，市场应用规模不断扩大，对全球能源发展产生了深远影响。开发和利用太阳能光伏技术，是我国构建资源节约型社会、实施节能减排和可持续发展战略、提高生存环境质量的关键举措之一。

在光伏逆变器并网运行过程中，逆变器主要表现为电流源。主要挑战包括有效控制输出电流，并尽量减少对电网谐波的污染，同时确保与电网电压的频率和相位一致。逆变器作为并网系统的核心组件，其控制和调节技术是该系统的关键技术。目前，全球范围内都在积极研究和开发光伏并网技术，目标是实现与电网的无冲击并网。

本文针对光伏系统中的逆变器，分析了基于电流跟踪和电压跟踪的PWM（脉宽调制）控制策略，并提出了一种新型的具有功率跟踪功能的电流控制策略。PWM调制策略不仅实现了逆变器的灵活可靠控制，而且减少了谐波含量，提升了输出电能的质量。在并网逆变器中，电流控制方式将逆变器输出视为电流源，与电网的并联操作类似于电流源与电压源的并联。通过控制逆变器输出电流的频率和相位，以同步电网电压的变化，实现并联运行。

常见的电流跟踪控制策略包括瞬时值滞环控制、三角波比较控制和无差拍控制等。这些策略各自具有独特的优势，在实现电流跟踪和提升系统性能方面扮演着重要角色。光伏系统利用太阳电池组件和其他辅助设备将太阳能转换为电能，一般分为独立系统、并网系统和混合系统。根据应用形式、规模和负载类型的不同，太阳能光伏系统还可以进一步细分为六种类型。

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