三相逆变器并联的 Matlab Simulink 仿真:探究功率分配及控制策略
在电力电子系统中,多台三相逆变器的并联技术被广泛应用。此篇技术博客将详细地解析我们研究的
特定模型:三台三相逆变器并联,重点关注 Matlab Simulink 环境下的仿真实现,以及如何通过
VSG 控制策略实现并联系统中各逆变器输出功率的均分。
一、多台三相逆变器并联概述
多台三相逆变器并联运行,不仅可以提高系统的容量和可靠性,还能实现功率的灵活分配。在市场上
,虽然两台逆变器并联的方案较为常见,但三台逆变器并联的系统具有更高的复杂性和研究价值。
二、Matlab Simulink 仿真环境
Matlab Simulink 是一个强大的仿真工具,适合对电力电子系统进行建模和仿真。在 Simulink
环境中,我们可以搭建三相逆变器的模型,LCL 滤波电路模型,以及 VSG 控制模块模型。
三、功能与控制策略:输出功率均分
本模型的主要功能是实现并联系统中各逆变器输出功率的均分。为了达到这一目标,我们采用了 VSG
(虚拟同步机)控制策略。VSG 控制策略模仿了传统同步发电机的运行特性,通过引入定、转子方程
,dq 变换,以及电压电流双闭环控制,实现了对逆变器输出功率的精确控制。
四、逆变器主电路:三相逆变器与 LCL 滤波电路
逆变器主电路由三相逆变器和 LCL 滤波电路组成。三相逆变器负责将直流电源转换为交流电源。而
LCL 滤波电路则用于减少逆变器输出电压和电流的谐波,提高输出电能的质量。
五、VSG 控制模块
VSG 控制模块是本系统的核心部分。它包括定、转子方程,dq 变换,电压电流双闭环,预同步和
pwm 发生器等模块。通过这些模块的协同工作,VSG 控制模块能够实现对逆变器输出功率的精确控制
和均分。
1. 定、转子方程:这些方程描述了虚拟同步机的电气特性和机械特性,是 VSG 控制策略的基础。
2. dq 变换:将三相系统转换为两相正交系统,便于进行控制和分析。
3. 电压电流双闭环:通过检测逆变器输出电压和电流,实现对其的闭环控制。
4. 预同步:在并联系统启动时,预同步模块能够使各逆变器的相位和频率一致,保证系统的稳定运
行。
5. pwm 发生器:根据控制策略生成 pwm 波形,驱动逆变器输出正确的电压和电流。