獨立光伏系統(tǒng)的儲能變換器并聯(lián)控制研究
3.2 功率外環(huán)控制器設(shè)計
有功、無功閉環(huán)控制器設(shè)計需兼顧系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)性能,閉環(huán)帶寬要遠(yuǎn)小于d,q軸電壓環(huán)帶寬,否則會影響電壓調(diào)節(jié)穩(wěn)定性。預(yù)選取功率環(huán)帶寬為10 rad·s-1。電壓環(huán)傳遞函數(shù)為:
圖3中的功率外環(huán)調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié),無功誤差補(bǔ)償電壓d軸指令,有功誤差補(bǔ)償電壓q軸指令。由于功率環(huán)帶寬遠(yuǎn)小于電壓環(huán)帶寬,故設(shè)計時可認(rèn)為電壓閉環(huán)傳遞函數(shù)為Gucl(s)=1;令調(diào)節(jié)器Gq(s)=kQ_p+skQ_i,輸出作為d軸電壓指令調(diào)節(jié)量,其PI控制參數(shù)為:kQ_p=5x10-5,kQ_i=10-2。圖4為電壓閉環(huán)、功率環(huán)頻域特性,加入功率環(huán)后系統(tǒng)相角裕度PM=92.5°,截止頻率ωc=9.9 rad·s-1,均滿足設(shè)計要求;同理,可設(shè)計出有功閉環(huán)的控制參數(shù)為:kP_p=5×10-5,kP_j=10-2。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/175813.htm
4 實驗結(jié)果
這里研究的單級式PCS儲能裝置開關(guān)器件采用FF600R06ME3型IGBT,開關(guān)頻率fs=10 kHz;控制器采用TMS320LF2812型DSP芯片,單臺PCS
儲能裝置主要參數(shù):單機(jī)容量5=30 kVA;直流輸入電壓E=380 V;輸出頻率f=50 Hz;濾波電感L=136μH;濾波電容C=100μF;變壓器匝比n= 180:380,初級漏感L1=30μH,次級漏感L2=60μH。
(1)均流性能實驗 圖5為分別在空載、阻性負(fù)載情況下,兩臺PCS輸出電壓、電流及環(huán)流波形,輸出波形質(zhì)量較好。圖5a中環(huán)流有效值為0.2 A;圖5c帶26 A阻性負(fù)載,環(huán)流有效值0.41 A。
由上述波形可見,并聯(lián)系統(tǒng)在空載、負(fù)載情況下均能取得較好的穩(wěn)態(tài)均流效果,環(huán)流很小。
(2)突加或突減負(fù)載時的均流特性 圖6為突加和突減公共負(fù)載時的輸出電壓、電流及環(huán)流波形,投切負(fù)載為26 A的阻性負(fù)載。由圖6可見,投切負(fù)載過程較平穩(wěn),幾乎沒有沖擊。過渡過程很短,僅為1/4個基波周期,期間兩臺PCS的輸出電流仍保持很好的一致,環(huán)流值沒有明顯的增加,有較好的動態(tài)均流性能。
5 結(jié)論
采用一種適用于大容量儲能變換器并聯(lián)運行的分散邏輯控制策略,相比傳統(tǒng)并聯(lián)控制方案,該方法無需調(diào)節(jié)輸出電壓相角,實現(xiàn)簡單,控制設(shè)計難度低,且并聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性更高,適用于光伏發(fā)電系統(tǒng)中的大容量儲能裝置并聯(lián);通過兩臺30 kVA儲能裝置樣機(jī)實驗驗證該策略的正確性和可行性,實驗取得較好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)均流效果。
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