圖5 擾動觀測法流程圖
圖6 MPPT實(shí)現(xiàn)PSIM仿真圖
2.直流母線電壓Vd穩(wěn)定及逆變器控制
三相并網(wǎng)逆變器實(shí)現(xiàn)框圖如圖7所示。實(shí)現(xiàn)三相并網(wǎng)逆變器功能必須完成兩點(diǎn),即(1)用鎖相環(huán)(PLL)獲得交流電源Vs電網(wǎng)相位和幅值;(2)三相逆變器雙環(huán)控制。
圖7 三相并網(wǎng)逆變器實(shí)現(xiàn)框圖
(1)鎖相環(huán)(PLL)
鎖相環(huán) (phase locked loop)是一種利用相位同步產(chǎn)生的電壓,去調(diào)諧壓控振蕩器以產(chǎn)生目標(biāo)頻率的負(fù)反饋控制系統(tǒng)。根據(jù)自動控制原理,這是一種典型的反饋控制電路,利用外部輸入的參考信號控制環(huán)路內(nèi)部振蕩信號的頻率和相位,實(shí)現(xiàn)輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤。鎖相環(huán)通常由鑒相器(PD,Phase Detector)、濾波器(LF,Loop Filter)和壓控振蕩器(VCO,Voltage Controlled Oscillator)3部分組成。鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)框圖如圖8所示。
圖8 鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)框圖
(2)三相并網(wǎng)逆變器控制
要實(shí)現(xiàn)三相逆變器的并網(wǎng)功能,需要檢測并網(wǎng)交流電源的電壓幅值和頻率以及直流側(cè)母線的電壓Vd并實(shí)現(xiàn)電壓和電流雙環(huán)控制。對于三相變量的控制往往是通過坐標(biāo)變換獲得dq直流分量并設(shè)計(jì)控制器控制。
dq分量的電流和電壓方程如式(1)和(2)所示。
1)電流控制器設(shè)計(jì)
根據(jù)逆變器的輸出電流方程(5),經(jīng)過坐標(biāo)變換后設(shè)計(jì)PI控制器,設(shè)計(jì)框圖如圖10所示
圖10 dq軸電流控制器設(shè)計(jì)框圖
2)電壓控制器設(shè)計(jì)
由于電流內(nèi)環(huán)的頻帶寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電壓環(huán),因此在設(shè)計(jì)電壓控制器時,電流環(huán)可以視為單位1,即電流環(huán)的輸出跟蹤輸入。電壓控制器采用2型控制器,以減小直流母線2次紋波電壓。電壓控制器設(shè)計(jì)框圖如圖11所示。
圖11 電壓控制器設(shè)計(jì)框圖
在圖11中,
PSIM仿真
在PSIM搭建模擬仿真圖如圖12所示。仿真結(jié)果如圖13所示。
圖12 光伏三相逆變器并網(wǎng)仿真圖