基于Matlab 的孤立逆變源的設計方案

3.1 逆變源仿真結果

根據(jù)表1 的參數(shù)設置進行建模仿真，仿真開始后，逆變電源在很短暫的時間就達到了穩(wěn)態(tài)運行，經(jīng)測量模塊2測量輸出的電流Iabc 和電壓Vabc ,測量模塊1測量輸出的電流Iabc1 ,以及調(diào)制系數(shù)m 的輸出波形如圖7、圖8所示。

逆變電源運行達到穩(wěn)態(tài)后，由圖7輸出的電壓和電流波形分析可知，逆變電源達到穩(wěn)后的運行狀態(tài)非常穩(wěn)定，達到了預期的效果。由圖8可知，調(diào)制系數(shù)m 在經(jīng)過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仿真結果

逆變電源運行達到穩(wěn)態(tài)后，電壓外環(huán)控制模塊的PI調(diào)節(jié)的輸入信號及經(jīng)過PI調(diào)節(jié)后的輸出信號如圖9所示。由圖9 的輸出波形可知，輸入到PI的Vd,Vq 信號經(jīng)過短暫的波動收斂到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，作為電流內(nèi)環(huán)控制的基準信號，保證了電流內(nèi)環(huán)控制的穩(wěn)定性。

3.3 電流控制PI仿真結果

逆變電源運行達到穩(wěn)態(tài)后，電流內(nèi)環(huán)控制模塊經(jīng)過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 變換得到信號與經(jīng)電壓外環(huán)控制后輸入的基準信號作比較，比較結果作為電流控制環(huán)的PI調(diào)節(jié)輸入信號，經(jīng)PI調(diào)節(jié)后輸出穩(wěn)定的控制信號Vd,Vq,如圖10所示，輸出信號經(jīng)過短暫的震蕩收斂到了一個穩(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，經(jīng)過PWM發(fā)生器離散化之后產(chǎn)生PWM控制信號，形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，保證了整個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

4 結語

本文通過分析分布式發(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，及其在微電網(wǎng)中得到了廣泛的應用。逆變電源作為微電網(wǎng)的重要組成部分，其設計運行的穩(wěn)定性、有效性和可行性，直接會影響到整個微電網(wǎng)供電的電能質量。方案設計的電壓外環(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)的快速性和動態(tài)特性。采用PI 控制策略，利用Matlab 軟件建立了實驗仿真平臺。仿真結果表明，本方案所設計的逆變電源具有很好的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能，控制系統(tǒng)設計合理穩(wěn)定，參數(shù)的選擇合理有效。