3.2 单相逆变器并网单闭环仿真分析
单相逆变器并网单闭环仿真模型如图3-3
图3-3 单电流闭环仿真原理图
系统采用MATLAB7.8.0进行仿真,在仿真中输入电压400V,电网电压有效值220V,电网电压频率50HZ,给定电流峰值12.86A。为了方便比较并网电流与并网电压,现将并网电流的幅值放大15倍。
图3-4为电网电压与并网电流放大15倍的仿真波形图
图3-4 电网电压与并网电流波形图
3.3 基于双电流环的单相逆变器并网仿真分析
单相逆变器并网采用双电流闭环控制策略的仿真模型如图3-5所示
图3-5 双电流闭环仿真原理图
其中控制部分的PI参数选取为kp?13,ki?350,kc?0.15得到并网电
流大15倍与并网电压的仿真波形图3-6所示
图3-6 并网电压与并网电流波形仿真图
并网电流的频谱分析如图3-7所示
图3-7 并网电流频谱分析图
结合图3-6和图3-7,可以清楚表明运用双电流环控制输出电流跟踪电压,实现了输出电流和电网电压的同频率、同相位,达到功率因数并网。通过比较电流单环与双电流环这两种控制策略下的并网电流与并网电压的波形,验证了双电流闭环控制的可行性,为实践上实现并网提供了理论基础。
3.4 突加扰动时系统动态分析
本文要针对系统在外界突加扰动时,单相逆变器并网工作的动态变化过程,在上节逆变器双闭环控制模型基础上建立仿真模型图,需要观察并网电流在扰动前后的变化。
包含突加扰动过程的单相逆变器并网的仿真模型如图3-8所示
图3-8 突加扰动的系统仿真模型图
突加的扰动在本文专指参考电流在某一时刻突然发生变化,系统在采用双电流闭环控制策略基础上,并网电流发生变化。下图为并网电流放大15倍后与并网电压的波形图:
图3-9 突加扰动时的并网电流与并网电压波形图
从上图所示波形变化中,可以明显看到系统在突加扰动前后并网电流的波形变化,并网电流能够在短时间内很快恢复稳定。
3.5 本章小结
本章对单相逆变器独立工作进行了仿真,从电流波形图中可以看到上章所设计的LCL滤波器的准确性,然后对逆变器并网工作过程进行仿真,通过对不同控制策略下的并网电流的比较,可以得到采用双电流闭环的控制方法能够实现单相逆变器并网单位功率因数运行。突加扰动后,系统会在短时间内重新达到稳定状态。