21、单相光伏逆变器控制与计算机专业课程教学新思路

单相光伏逆变器控制与计算机专业课程教学新思路

单相光伏逆变器控制

在单相光伏逆变器控制领域，电压外环电流内环的双闭环控制方案是高性能逆变器电源的发展方向之一。目前，双闭环系统中的控制器经历了不断发展，主要应用的是比例积分（PI）控制器。PI 控制结构简单、易于实现，能使系统获得较好的动态和稳态性能，但无法实现对正弦信号的无静差跟踪，存在稳态误差和抗干扰能力差的缺点。

随后，学者们提出了比例谐振（PR）控制策略。该方法同样易于实现，由于具有消除稳态误差和提高抗干扰能力的优点，PR 控制也得到了进一步应用。而准 PR 控制器的相关概念最早由陈洪生教授提出，在单闭环反馈控制下，准 PR 控制器展现出了优于 PI 和 PR 控制器的优势。

1. 逆变器双闭环控制策略

   • 双闭环系统结构 ：首先建立了双闭环系统的结构框图。瞬时电流参考值由 $G_v(s)$ 生成，它会对滤波电感电流信号和负载前馈产生干扰。电流信号经过比较形成瞬时电流误差信号，再通过 $G_i(s)$ 生成调制信号，与载波信号计算后生成 SPWM 开关信号，控制开关器件，从而在交流侧形成调制输出电压。
   • 传递函数 ：存在负载干扰前馈时的传递函数为：
     [U_o(s) = \frac{G_v(s)G_i(s)K_{pwm}U_{ref} -[(r + Ls)]I_o(s)}{LCs^2 + (G_i(s)K_{pwm} + r)Cs + G_v(s)G_i(s)K_{pwm} + 1}]