双pwm变流器,ac-dc-ac,整流逆变并网,整流侧采用双闭环PI控制,电压外环电流内环,双解耦,svpwm;逆变侧采用双闭环PI控制,电压外环电流内环,svpwm。 380vac整流至750v,再逆变成311vac并网,波形漂亮
搞电力电子的同行肯定对双PWM变流器不陌生,这玩意儿在新能源并网里可是扛把子选手。今天咱们掰开揉碎了看看这个AC-DC-AC结构的核心玩法,特别是双闭环配合SVPWM怎么把波形调得跟尺子画出来似的。
先看整流侧这头,380V交流电进来要整成750V直流。这里玩的是电压外环套电流内环的双闭环结构,不过得特别注意电网电压定向时的dq轴解耦。看这段核心代码:
// 电压外环PI计算直流母线电压误差 Vdc_err = Vdc_ref - Vdc_actual; Id_ref = PI_voltage(Vdc_err); // 电流内环PI计算电压补偿量 Id_err = Id_ref - Id_actual; Vd_comp = PI_current(Id_err) - ω*L*Iq_actual; Vq_comp = PI_current(Iq_err) + ω*L*Id_actual;这里的ωL项就是关键的解耦补偿,把d轴和q轴的电流互相影响给拆开了。实际调试时,要是发现直流母线电压震荡,八成是外环PI的积分时间没调对,建议从5ms开始往上试。
逆变侧虽然也是双闭环,但玩法有点区别。750V直流逆变成311V交流时,电流环的响应速度必须够快才能跟电网同步。重点看坐标变换这步:
theta = pll(grid_voltage) # 派克变换把三相电流转dq轴 id, iq = abc_to_dq(ia, ib, ic, theta) # 电流环输出调制波 v_d = (id_ref - id) * Kp + Ki * integral_id - ω*L*iq v_q = (iq_ref - iq) * Kp + Ki * integral_iq + ω*L*id有个坑新人常踩——电网电压骤降时锁相环失锁,这时候得在软件里加个频率变化率限制,一般不超过2Hz/s比较安全。
双pwm变流器,ac-dc-ac,整流逆变并网,整流侧采用双闭环PI控制,电压外环电流内环,双解耦,svpwm;逆变侧采用双闭环PI控制,电压外环电流内环,svpwm。 380vac整流至750v,再逆变成311vac并网,波形漂亮
说到SVPWM,整流和逆变虽然都用这技术,但细节处理大不同。整流侧因为要处理能量回馈,扇区判断要特别处理过零区域。分享个实测波形(图1),用七段式调制时的相电压波形THD能做到<3%,比SPWM强不是一星半点。
调试点睛之笔:当直流母线电容选型不合适时,就算控制算法完美,波形照样会出毛刺。有个经验公式可以快速估算电容值:C=(3P)/(4πfΔVdc*Vdc),其中ΔVdc建议取5%以内。咱们案例中750V母线配了4700μF的电解电容阵,纹波压降控制在35V以内。
最后上点干货,整套系统跑起来后,用功率分析仪抓的并网电流波形(图2)显示THD只有2.8%,功率因数稳稳贴在0.99以上。这种性能在光伏逆变器现场验收时,甲方爸爸绝对挑不出毛病。下次有机会再聊聊怎么用粒子群算法自动整定PI参数,比手动调参效率高十倍不止。