第6章 光伏并網(wǎng)逆變器控制策略(1)

1、1濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-26.1 概述概述電力電子變換電力電子變換的主要任務是通過的主要任務是通過控制控制使電力電使電力電子系統(tǒng)完成既定的電能變換，并輸出期望的電子系統(tǒng)完成既定的電能變換，并輸出期望的電流、電壓或功率。流、電壓或功率。 為克服系統(tǒng)參數(shù)變化或擾動對系統(tǒng)輸出的影響，為克服系統(tǒng)參數(shù)變化或擾動對系統(tǒng)輸出的影響，必須引入必須引入閉環(huán)控制閉環(huán)控制，其典型的控制結(jié)構(gòu)如圖所示，其典型的控制結(jié)構(gòu)如圖所示 。第六章第六章 光伏并網(wǎng)逆變器控制策略光伏并網(wǎng)逆變器控制策略2濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2 電力電子系統(tǒng)的電力電子系統(tǒng)的控制控制主要包括對給定信號的跟

2、主要包括對給定信號的跟隨（跟隨性）和對擾動信號的抑制（抗擾性）隨（跟隨性）和對擾動信號的抑制（抗擾性）兩個方面。而對于不同的電力電子系統(tǒng)，其控兩個方面。而對于不同的電力電子系統(tǒng)，其控制性能對制性能對跟隨性跟隨性和和抗擾性抗擾性的要求則有所不同。的要求則有所不同。S1S3S5+ udciea-+ebeciLiinvLLLCdcuP V系統(tǒng)-+-+ig如圖所示的逆變器：如圖所示的逆變器：3濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2逆變器與市電并聯(lián)運行的輸出控制可分為電壓控制和電流控制。交流電網(wǎng)可視為容量無窮大的交流電壓源,如果光伏并網(wǎng)逆變器的輸出采用電壓控制,則實際上就是一個電壓源與電壓源并

3、聯(lián)運行的系統(tǒng),這種情況下要保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行,就必須采用鎖相控制技術以實現(xiàn)與市電同步,在穩(wěn)定運行的基礎上,可通過調(diào)整逆變器輸出電壓的大小及相位以控制系統(tǒng)的有功輸出與無功輸出。但由于鎖相回路的響應較慢、逆變器輸出電壓值不易精確控制、可能出現(xiàn)環(huán)流等問題,如果不采取特殊措施,一般來說同樣功率等級的電壓源并聯(lián)運行方式不易獲得優(yōu)異性能。如果逆變器的輸出采用電流控制,則只需控制逆變器的輸出電流以跟蹤市電電壓,即可達到并聯(lián)運行的目的。由于其控制方法相對簡單,因此使用比較廣泛。4濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2兩個基本控制要求：兩個基本控制要求：一是要保持前后級之間的直流側(cè)電壓穩(wěn)定一是要保持前后

4、級之間的直流側(cè)電壓穩(wěn)定二是要實現(xiàn)并網(wǎng)電流控制二是要實現(xiàn)并網(wǎng)電流控制甚至需要根據(jù)指令進行電網(wǎng)的無功功率調(diào)節(jié)甚至需要根據(jù)指令進行電網(wǎng)的無功功率調(diào)節(jié)5濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2 典型的光伏并網(wǎng)典型的光伏并網(wǎng)控制策略控制策略是通過對是通過對逆變器逆變器輸出電流矢量的控制輸出電流矢量的控制，實現(xiàn)并網(wǎng)及網(wǎng)側(cè)有實現(xiàn)并網(wǎng)及網(wǎng)側(cè)有功、無功的控制功、無功的控制。逆變器網(wǎng)側(cè)穩(wěn)態(tài)的矢量。逆變器網(wǎng)側(cè)穩(wěn)態(tài)的矢量關系如圖所示。關系如圖所示。10ms/div態(tài) 單位功率逆變電壓電流波形單位功率逆變電壓電流波形Ua/V 50V/divIa/A 5A/div6濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2

5、 圖中相應的矢量關系，圖中相應的矢量關系，(U L j LI)Ui U L E圖圖 并網(wǎng)逆變器交流側(cè)穩(wěn)態(tài)矢量關系并網(wǎng)逆變器交流側(cè)穩(wěn)態(tài)矢量關系顯然通過顯然通過控制交流側(cè)控制交流側(cè)Ui的幅值和相位的幅值和相位，便可控制，便可控制UL的幅值和相位，也即控制了的幅值和相位，也即控制了電感電流電感電流的幅值和的幅值和相位。相位。7濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2再由再由 Ui = U L+E ；可得交流側(cè)輸出電壓指令；可得交流側(cè)輸出電壓指令Ui * j LI * E并網(wǎng)控制的工作原理：并網(wǎng)控制的工作原理：首先由并網(wǎng)控制給定首先由并網(wǎng)控制給定的有功、的有功、 無功功率無功功率指令指令和和電

6、網(wǎng)電壓矢量電網(wǎng)電壓矢量，計，計算出輸出電流矢量算出輸出電流矢量I*；通過通過SPWM或或SVPWM （空間矢量脈寬調(diào)制）控制（空間矢量脈寬調(diào)制）控制逆變器輸出所需交流側(cè)電壓矢量，實現(xiàn)逆變器并網(wǎng)逆變器輸出所需交流側(cè)電壓矢量，實現(xiàn)逆變器并網(wǎng)電流的控制。電流的控制。8濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2間接電流控制：間接電流控制：通過控制并網(wǎng)逆變器交流側(cè)電壓來通過控制并網(wǎng)逆變器交流側(cè)電壓來間接控制輸出電流矢量。間接控制輸出電流矢量。間接電流控制特點：間接電流控制特點：無需電流檢測，但對系統(tǒng)參數(shù)變化敏感；無需電流檢測，但對系統(tǒng)參數(shù)變化敏感； 動態(tài)動態(tài)響應速度慢；響應速度慢； 由于沒有電流反

7、饋控制，逆變器輸由于沒有電流反饋控制，逆變器輸出電流的波形品質(zhì)難以保證。出電流的波形品質(zhì)難以保證。9濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2 直接電流控制直接電流控制方案依據(jù)方案依據(jù)系統(tǒng)動態(tài)模型構(gòu)造電流閉系統(tǒng)動態(tài)模型構(gòu)造電流閉環(huán)控制系統(tǒng)，環(huán)控制系統(tǒng)，可提高系統(tǒng)的動態(tài)響應速度和輸出可提高系統(tǒng)的動態(tài)響應速度和輸出電流的波形品質(zhì)，降低參數(shù)變化的敏感度，電流的波形品質(zhì)，降低參數(shù)變化的敏感度，提高提高系統(tǒng)的魯棒性系統(tǒng)的魯棒性。 在在直接電流控制前提下，直接電流控制前提下，如果以如果以電網(wǎng)電壓矢量電網(wǎng)電壓矢量進進行定向，通過控制并網(wǎng)逆變器輸出電流矢量的幅行定向，通過控制并網(wǎng)逆變器輸出電流矢量的幅值

8、和相位，便可控制并網(wǎng)逆變器的有功、無功功值和相位，便可控制并網(wǎng)逆變器的有功、無功功率，以此實現(xiàn)逆變器的并網(wǎng)控制。率，以此實現(xiàn)逆變器的并網(wǎng)控制。10濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2 相對于電網(wǎng)電壓矢量位置的電流矢量控制，相對于電網(wǎng)電壓矢量位置的電流矢量控制，稱為稱為基于電壓定向的矢量控制基于電壓定向的矢量控制(VOC)。 相對于電網(wǎng)電壓矢量位置的功率控制，稱為相對于電網(wǎng)電壓矢量位置的功率控制，稱為基于電壓定向的直接功率控制基于電壓定向的直接功率控制(V-DPC)。以上兩種并網(wǎng)逆變器控制策略的控制性能取決于以上兩種并網(wǎng)逆變器控制策略的控制性能取決于電網(wǎng)電壓矢量位置的精確獲得。電網(wǎng)電

9、壓矢量位置的精確獲得。11濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2目前，三相逆變器的控制技術目前主要有三類。目前，三相逆變器的控制技術目前主要有三類。 第一類在三相第一類在三相 abc 靜止坐標系中對三相瞬時變量靜止坐標系中對三相瞬時變量分別進行瞬時值反饋控制；分別進行瞬時值反饋控制； 第二類是基于第二類是基于 Clarke 變換，在兩相靜止變換，在兩相靜止 坐標坐標系下對系下對 、 軸的瞬時變量進行反饋控制；軸的瞬時變量進行反饋控制； 第三類是基于第三類是基于 Park 變換，在變換，在兩相兩相dq0 旋轉(zhuǎn)坐標系旋轉(zhuǎn)坐標系中對中對 d、q 軸的瞬時變量進行反饋控制。軸的瞬時變量進行反

10、饋控制。12濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2三相靜止三相靜止ABC坐標系下的數(shù)學模型坐標系下的數(shù)學模型 借助借助電機學電機學的概念，三相定子繞組的概念，三相定子繞組 A、B、C 在在空間上對稱分布且靜止不動，空間上對稱分布且靜止不動，ABC坐標系稱為三坐標系稱為三相靜止（相靜止（3S）坐標系。）坐標系。交流電機三相對稱的靜止繞組交流電機三相對稱的靜止繞組A 、B 、C ，通以三相平衡的正弦電流，通以三相平衡的正弦電流時，時， 產(chǎn)生的合成產(chǎn)生的合成磁動勢磁動勢是旋轉(zhuǎn)磁是旋轉(zhuǎn)磁動勢動勢F，它在空間呈正弦分布，以，它在空間呈正弦分布，以同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速s（即電流的角頻率）順（即電流的

11、角頻率）順著著A-B-C的相序旋轉(zhuǎn)。的相序旋轉(zhuǎn)。 13濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2兩相靜止兩相靜止坐標系下的數(shù)學模型坐標系下的數(shù)學模型 把兩個相互垂直的坐標軸把兩個相互垂直的坐標軸 、 固定，取固定，取軸與軸與 A 相軸重合，相軸重合， 軸超前軸超前軸軸 90o，得到坐標系，稱為，得到坐標系，稱為兩相靜止兩相靜止(2S)坐標系。坐標系。 從從 ABC 坐標系到坐標系到坐坐標系的變換稱為靜止三相標系的變換稱為靜止三相/兩相兩相(3S/2S)變換。變換。14濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2ABC 坐標系下的空間矢量為坐標系下的空間矢量為a , b,c，變換，變換

12、到到坐標系在坐標系在軸和軸和軸的分量分別為軸的分量分別為x和和x。變換后使各變量的極值不變，可以得。變換后使各變量的極值不變，可以得到到 3S/2S 坐標變換公式：坐標變換公式： 在兩相靜止坐標系中的三相逆在兩相靜止坐標系中的三相逆變器電壓電流方程分別為變器電壓電流方程分別為15濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2同步旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)dq坐標系下的數(shù)學模型坐標系下的數(shù)學模型 相互垂直的坐標系相互垂直的坐標系 d 軸和軸和 q 軸，同時以軸，同時以為角為角頻率旋轉(zhuǎn)，得到兩相同步旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)，得到兩相同步旋轉(zhuǎn)(dq)坐標系坐標系 /dq坐標變換公式：坐標變換公式： dq坐標系中三相逆坐標系

13、中三相逆變器的電壓電流方變器的電壓電流方程分別為：程分別為：16濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2 因此，無論采用何種坐標系，只要在該坐標因此，無論采用何種坐標系，只要在該坐標系下測量得到系下測量得到電網(wǎng)電壓矢量位置即可。電網(wǎng)電壓矢量位置即可?；陔妷憾ㄏ虻目刂频牟蛔?，實際電網(wǎng)電壓不基于電壓定向的控制的不足，實際電網(wǎng)電壓不是理想的正弦波，而是存在諧波，所以電壓是理想的正弦波，而是存在諧波，所以電壓檢測除了基波還有諧波，造成誤差。檢測除了基波還有諧波，造成誤差。17濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2解決的方法有兩種，一是采用鎖相環(huán)技術；二解決的方法有兩種，一是采用鎖相

14、環(huán)技術；二是采用虛擬磁鏈。是采用虛擬磁鏈。光伏并網(wǎng)逆變器控制策略有光伏并網(wǎng)逆變器控制策略有4類：類：1）基于電壓定向的矢量控制）基于電壓定向的矢量控制2）基于電壓定向的直接功率控制）基于電壓定向的直接功率控制3）基于虛擬磁鏈定向的矢量控制）基于虛擬磁鏈定向的矢量控制4）基于虛擬磁鏈定向的直接功率控制）基于虛擬磁鏈定向的直接功率控制18濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2 對于逆變器控制而言，其對于逆變器控制而言，其指令信號指令信號常為常為工頻工頻正弦正弦信號，一般要求其信號，一般要求其輸出信號輸出信號實現(xiàn)對給定正弦信號實現(xiàn)對給定正弦信號的的無靜差無靜差控制。控制。 在閉環(huán)系統(tǒng)中，在

15、閉環(huán)系統(tǒng)中，無靜差控制無靜差控制這一目標通常是通過這一目標通常是通過調(diào)節(jié)器的無靜差調(diào)節(jié)來完成的，而調(diào)節(jié)器的無靜調(diào)節(jié)器的無靜差調(diào)節(jié)來完成的，而調(diào)節(jié)器的無靜差調(diào)節(jié)主要由差調(diào)節(jié)主要由調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)所決定的。所決定的。6.2 電流閉環(huán)的矢量控制策略電流閉環(huán)的矢量控制策略無靜差原理控制是指被控對象穩(wěn)態(tài)、無差地運行無靜差原理控制是指被控對象穩(wěn)態(tài)、無差地運行在平衡狀態(tài)或跟蹤某一目標信號上。在平衡狀態(tài)或跟蹤某一目標信號上。 19濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2 實際上，控制理論中的實際上，控制理論中的內(nèi)模原理內(nèi)模原理給出給出了系統(tǒng)實現(xiàn)無靜差跟隨的基本要求。了系統(tǒng)實現(xiàn)無靜差跟隨的基本要

16、求。 內(nèi)模原理告訴我們：如果內(nèi)模原理告訴我們：如果 r (s)是某反饋控制系統(tǒng)是某反饋控制系統(tǒng)輸入信號輸入信號和和擾動信號擾動信號不穩(wěn)定極點構(gòu)成的關于不穩(wěn)定極點構(gòu)成的關于s的的多多項式項式，在該系統(tǒng)反饋控制環(huán)路內(nèi)部引入，在該系統(tǒng)反饋控制環(huán)路內(nèi)部引入1/ r (s) 之之后，這個反饋控制系統(tǒng)就具有良好的跟蹤指令以及后，這個反饋控制系統(tǒng)就具有良好的跟蹤指令以及抵消擾動影響的能力，則抵消擾動影響的能力，則1/ r (s)就稱為內(nèi)模就稱為內(nèi)模，而，而1/ r (s)在系統(tǒng)中復現(xiàn)，稱為內(nèi)模原理。在系統(tǒng)中復現(xiàn)，稱為內(nèi)模原理。換言之：如果在一個穩(wěn)定的閉環(huán)系統(tǒng)中，若控制回路換言之：如果在一個穩(wěn)定的閉環(huán)系統(tǒng)中，

17、若控制回路中包含了與參考信號發(fā)生器同樣的傳遞環(huán)節(jié)，則被中包含了與參考信號發(fā)生器同樣的傳遞環(huán)節(jié)，則被控輸出一定能無穩(wěn)態(tài)誤差地跟蹤參考信號?？剌敵鲆欢軣o穩(wěn)態(tài)誤差地跟蹤參考信號。20濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2通過通過abc-dq的坐標變換的坐標變換可以將三相靜止系下的交流可以將三相靜止系下的交流量轉(zhuǎn)成同步坐標系下的量轉(zhuǎn)成同步坐標系下的直流量直流量，所以無靜差控制與，所以無靜差控制與相應坐標系有關。相應坐標系有關。在靜止坐標系中，逆變器的指令信號為正弦波信號，在靜止坐標系中，逆變器的指令信號為正弦波信號，因此必須設計相應的調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)以滿足正弦時變信因此必須設計相應的調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)以

18、滿足正弦時變信號的無靜差控制要求；而號的無靜差控制要求；而在同步旋轉(zhuǎn)坐標系中，逆在同步旋轉(zhuǎn)坐標系中，逆變器的指令信號被變換為直流信號，變器的指令信號被變換為直流信號，因此可以采用因此可以采用常規(guī)的常規(guī)的PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器設計，以滿足對直流信號的無靜差設計，以滿足對直流信號的無靜差控制要求?？刂埔?。21濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2可見逆變器控制可分為在同步坐標系下實現(xiàn)對直可見逆變器控制可分為在同步坐標系下實現(xiàn)對直流給定信號的無靜差控制和在靜止坐標系下的流給定信號的無靜差控制和在靜止坐標系下的實現(xiàn)對正弦給定信號的無靜差控制兩大類。實現(xiàn)對正弦給定信號的無靜差控制兩大類。采用基于電

19、流閉環(huán)的矢量控制策略，其控制設計主采用基于電流閉環(huán)的矢量控制策略，其控制設計主要分為：要分為：基于同步旋轉(zhuǎn)坐標基于同步旋轉(zhuǎn)坐標以及以及基于靜止坐標基于靜止坐標的控的控制設計。制設計。基于同步旋轉(zhuǎn)坐標的控制設計，是利用坐標變換將基于同步旋轉(zhuǎn)坐標的控制設計，是利用坐標變換將靜止坐標系中的靜止坐標系中的 交流量變換成同步旋轉(zhuǎn)坐標系下交流量變換成同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的直流量。在同步旋轉(zhuǎn)坐標系中，為實現(xiàn)對直流的直流量。在同步旋轉(zhuǎn)坐標系中，為實現(xiàn)對直流給定信號的無靜差控制，其控制環(huán)路中必須含有給定信號的無靜差控制，其控制環(huán)路中必須含有積分環(huán)節(jié)，一般采用典型的積分環(huán)節(jié)，一般采用典型的PI調(diào)節(jié)器實現(xiàn)。調(diào)節(jié)器實現(xiàn)。

20、22濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2基于靜止坐標系的控制設計，為實現(xiàn)對正弦給定信基于靜止坐標系的控制設計，為實現(xiàn)對正弦給定信號的無靜差跟隨，則要求系統(tǒng)基于靜止坐標系模號的無靜差跟隨，則要求系統(tǒng)基于靜止坐標系模型中的開環(huán)傳遞函數(shù)包含型中的開環(huán)傳遞函數(shù)包含1 /( s2+2 ) 環(huán)節(jié)。一般采環(huán)節(jié)。一般采用比例諧振用比例諧振(PR)調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器。23濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2LRIinvS1S3S5ea eb ecS2S4S6LLRRVdcvaiaibicvbvcIpv單級式三相光伏并網(wǎng)逆變器電路結(jié)構(gòu)圖單級式三相光伏并網(wǎng)逆變器電路結(jié)構(gòu)圖6.2.1 同步坐標系下

21、并網(wǎng)逆變器的數(shù)學模型同步坐標系下并網(wǎng)逆變器的數(shù)學模型24濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2 圖中，三相靜止坐標系下并網(wǎng)逆變器的圖中，三相靜止坐標系下并網(wǎng)逆變器的電壓方程電壓方程 由三相靜止由三相靜止abc坐標系下的數(shù)學模型轉(zhuǎn)換坐標系下的數(shù)學模型轉(zhuǎn)換為兩相靜止為兩相靜止坐標下的數(shù)學模型坐標下的數(shù)學模型),( cbaxdtdILRIEUxxxixabcTXX得：得：),( cbaxdtdILRIEUi23-23021-21-132T25濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2 再由再由兩相靜止兩相靜止坐標坐標下的數(shù)學模型變換成下的數(shù)學模型變換成同步旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)dq坐標系坐標系

22、下的數(shù)學模型下的數(shù)學模型由由上面兩式上面兩式并進行相應的數(shù)學變換，可得并進行相應的數(shù)學變換，可得XTXdq)(cossinsincos)(T RL 0000qdqdqdqdiqdIdtdIILEU26濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2 零初始狀態(tài)下，對上式進行零初始狀態(tài)下，對上式進行拉氏變換拉氏變換，可得同，可得同步旋轉(zhuǎn)步旋轉(zhuǎn)dq坐標系下并網(wǎng)逆變器坐標系下并網(wǎng)逆變器頻域的數(shù)學模型頻域的數(shù)學模型，對應的模型結(jié)構(gòu)如圖所示。對應的模型結(jié)構(gòu)如圖所示。Ud (s) Ed (s) L0 Iq (s) (sL R)Id (s)Uq (s) Eq (s) L0 Id (s) (sL R)Iq (

23、s)圖6-5 同步坐標系下的模型結(jié)構(gòu)圖27濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2 前饋解耦前饋解耦的并網(wǎng)逆變器模型結(jié)構(gòu)如圖所示。的并網(wǎng)逆變器模型結(jié)構(gòu)如圖所示。圖6-6 引入前饋解耦的模型結(jié)構(gòu)圖28濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2圖圖示為示為基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制系統(tǒng)矢量圖基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制系統(tǒng)矢量圖6.2.2 基于電壓定向的矢量控制基于電壓定向的矢量控制29濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2 基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制(VOC)。 由由瞬時功率瞬時功率理論，系統(tǒng)的瞬時有功功率理論，系統(tǒng)的瞬時有功功率p、無、無功功率功

24、功率q分別為分別為在電網(wǎng)電壓定向的同步旋轉(zhuǎn)坐標系中，在電網(wǎng)電壓定向的同步旋轉(zhuǎn)坐標系中，ed=|E|，eq=0。簡化為簡化為若不考慮電網(wǎng)電壓若不考慮電網(wǎng)電壓ed的波動，則通過控制就可分別的波動，則通過控制就可分別控制并網(wǎng)逆變的有功、無功功率?？刂撇⒕W(wǎng)逆變的有功、無功功率。30濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-231濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-26.2.3 基于虛擬磁鏈定向的矢量控制基于虛擬磁鏈定向的矢量控制虛擬磁鏈定向的基本出發(fā)點是將并網(wǎng)逆變器交虛擬磁鏈定向的基本出發(fā)點是將并網(wǎng)逆變器交流側(cè)（包括濾波器環(huán)節(jié)和電網(wǎng)）等效成一個流側(cè)（包括濾波器環(huán)節(jié)和電網(wǎng)）等效成一個虛擬的

25、交流電動機，如圖所示。虛擬的交流電動機，如圖所示。磁鏈：導電線圈或電流回路所鏈環(huán)的磁通量。磁鏈：導電線圈或電流回路所鏈環(huán)的磁通量。磁鏈等于導電線圈匝數(shù)磁鏈等于導電線圈匝數(shù)N與穿過該線圈各匝的與穿過該線圈各匝的平均磁通量平均磁通量的乘積，故又稱磁通匝。的乘積，故又稱磁通匝。32濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2圖中，圖中，RS、L可分別看作是該交流電機的定子可分別看作是該交流電機的定子電阻和定子漏感。電阻和定子漏感。三相電網(wǎng)電壓矢量三相電網(wǎng)電壓矢量E經(jīng)過積分后所得的矢量經(jīng)過積分后所得的矢量Edt可認為是該虛擬電機的氣隙磁鏈可認為是該虛擬電機的氣隙磁鏈33濟南大學物理學院濟南大學物理

26、學院2022-2-2基于虛擬磁鏈定向的矢量控制的矢量圖基于虛擬磁鏈定向的矢量控制的矢量圖如圖所示如圖所示34濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2由于虛擬磁鏈矢量由于虛擬磁鏈矢量比電網(wǎng)電壓矢量比電網(wǎng)電壓矢量E E滯后滯后90900 0，若控制并網(wǎng)逆變器運行于單位功率因數(shù)狀若控制并網(wǎng)逆變器運行于單位功率因數(shù)狀態(tài)時需滿足：態(tài)時需滿足：0deEeq這樣并網(wǎng)逆變器的瞬時功率為這樣并網(wǎng)逆變器的瞬時功率為：35濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2基于虛擬磁鏈定向的矢量控制的結(jié)構(gòu)基于虛擬磁鏈定向的矢量控制的結(jié)構(gòu)如圖所示如圖所示36濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2由于采用

27、磁鏈矢量由于采用磁鏈矢量定向，其磁鏈矢量的定向，其磁鏈矢量的位置角位置角由由坐標系下的電網(wǎng)電壓坐標系下的電網(wǎng)電壓、軸分量軸分量e、e 積分所得的積分所得的、 計算而計算而得，即：得，即：37濟南大學物理學院濟南大學物理學院2022-2-2單相并網(wǎng)逆變器由于只有單一的交流量，一般單相并網(wǎng)逆變器由于只有單一的交流量，一般引入引入虛擬的正交電流虛擬的正交電流，構(gòu)成虛擬的兩相正交的，構(gòu)成虛擬的兩相正交的交流系統(tǒng)，也可與三相系統(tǒng)那樣，實現(xiàn)在交流系統(tǒng)，也可與三相系統(tǒng)那樣，實現(xiàn)在靜止靜止坐標系坐標系或或同步坐標系同步坐標系中的控制策略。中的控制策略。6.3 單相并網(wǎng)逆變器的控制單相并網(wǎng)逆變器的控制38濟南大學物理學院濟南大學物理學院20