基于Matlab的孤立逆變電源設(shè)計(jì)方案

模型仿真的主要參數(shù)如表1所示。

3.1逆變?cè)捶抡娼Y(jié)果

根據(jù)表1的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行建模仿真，仿真開(kāi)始后，逆變電源在很短暫的時(shí)間就達(dá)到了穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，經(jīng)測(cè)量模塊2測(cè)量輸出的電流Iabc和電壓Vabc，測(cè)量模塊1測(cè)量輸出的電流Iabc1，以及調(diào)制系數(shù)m的輸出波形如圖7、圖8所示。

逆變電源運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，由圖7輸出的電壓和電流波形分析可知，逆變電源達(dá)到穩(wěn)后的運(yùn)行狀態(tài)非常穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期的效果。由圖8可知，調(diào)制系數(shù)m在經(jīng)過(guò)短暫的震蕩之后收斂到0.85~0.9穩(wěn)定的區(qū)間，表明了調(diào)制控制的穩(wěn)定性。

3.2電壓控制PI仿真結(jié)果

逆變電源運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，電壓外環(huán)控制模塊的PI調(diào)節(jié)的輸入信號(hào)及經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)后的輸出信號(hào)如圖9所示。由圖9的輸出波形可知，輸入到PI的Vd，Vq信號(hào)經(jīng)過(guò)短暫的波動(dòng)收斂到0，并輸入到PI調(diào)節(jié)器中，經(jīng)PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后輸出較為穩(wěn)定的誤差信號(hào)，作為電流內(nèi)環(huán)控制的基準(zhǔn)信號(hào)，保證了電流內(nèi)環(huán)控制的穩(wěn)定性。

3.3電流控制PI仿真結(jié)果

逆變電源運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，電流內(nèi)環(huán)控制模塊經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)后的輸出Vd，Vq和電壓Uabc的波形如圖10所示。

在電流內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)中，電流經(jīng)d-q變換得到信號(hào)與經(jīng)電壓外環(huán)控制后輸入的基準(zhǔn)信號(hào)作比較，比較結(jié)果作為電流控制環(huán)的PI調(diào)節(jié)輸入信號(hào)，經(jīng)PI調(diào)節(jié)后輸出穩(wěn)定的控制信號(hào)Vd，Vq，如圖10所示，輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)短暫的震蕩收斂到了一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，表明了電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。輸出的電壓Uabc作為PWM發(fā)生器的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)PWM發(fā)生器離散化之后產(chǎn)生PWM控制信號(hào)，形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，保證了整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)分析分布式發(fā)電作為高效、清潔的發(fā)電方式，以其具有投資少、可與環(huán)境兼容等優(yōu)點(diǎn)，及其在微電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。逆變電源作為微電網(wǎng)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)運(yùn)行的穩(wěn)定性、有效性和可行性，直接會(huì)影響到整個(gè)微電網(wǎng)供電的電能質(zhì)量。方案設(shè)計(jì)的電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制的逆變電源，電壓外環(huán)可以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和消除靜態(tài)誤差，電流內(nèi)環(huán)可以提高系統(tǒng)的快速性和動(dòng)態(tài)特性。采用PI控制策略，利用Matlab軟件建立了實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)。仿真結(jié)果表明，本方案所設(shè)計(jì)的逆變電源具有很好的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理穩(wěn)定，參數(shù)的選擇合理有效。