其中,Pref為有功額定值,Qref為無功額定值。圖中,有功分量和無功分量由外部給定功率參考值,其與測量到的電網(wǎng)交流側(cè)的有功、無功作差,經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器,來控制逆變器的相角和幅值,達(dá)到無差調(diào)節(jié),使穩(wěn)態(tài)誤差為零,進(jìn)而達(dá)到控制輸出有功和無功的目的。另外,利用鎖相環(huán)(PLL)技術(shù),可使得PQ控制的微電網(wǎng)逆變器能夠獲得頻率支撐。
實(shí) 驗(yàn)
應(yīng)用PTS-5000完成光伏單相并網(wǎng)逆變器PQ控制,其連接線圖如圖5所示,交流電源APS-300設(shè)置為50Hz,相電壓40V,操作于1P2W模式下,參數(shù)設(shè)置如圖6所示,模擬光伏電源PSW160-7.2參數(shù)如:開路電壓為65V、短路電流2.7A、最大功率點(diǎn)電壓50V及最大功率點(diǎn)電流2.4A,設(shè)置如圖7所示。設(shè)定完畢后,通過SAS程式開啟PSW輸出,并開啟APS-300輸出,再將PEK-510開啟。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生電壓或頻率變化時(shí),逆變器將根據(jù)當(dāng)前的狀況借由系統(tǒng)的PQ控制器調(diào)整功率(有功功率和無功功率實(shí)功或虛功)輸出。
有功功率控制(p- ω)
利用SAS(程式)程序輸出,逆變器輸出功率很快到達(dá)最大功率點(diǎn),如圖8所示。
圖9 逆變輸出至最大功率點(diǎn)
在此條件下,將APS-300頻率調(diào)整為51Hz,此時(shí)PSM_Poset因ω的上升而下降,逆變器輸出功率PSM_Po隨之降低,當(dāng)系統(tǒng)不再以最大功率輸出時(shí),則PV曲線必然偏離最大功率點(diǎn)以維持功率平衡,如圖9所示,反之亦然。
圖10 逆變輸出偏離最大功率點(diǎn)
無功功率控制(q-v)
APS-300輸出電壓40V,此時(shí)逆變器無功功率(無虛功)輸出,逆變輸出電壓PSM_Vs與逆變輸出電流PSM_Is無相位差,將APS-300輸出電壓調(diào)為36V,逆變器有無功功率(虛功)產(chǎn)生,PSM_Vs與PSM_Is有相位差產(chǎn)生,電流超前電壓。輸出電壓調(diào)整前后波形與相位差波形分別如圖16、17所示。反之亦然。
結(jié) 論:
當(dāng)電網(wǎng)頻率上升時(shí),逆變器會依據(jù)頻率變化的程度降低其輸出有功的大小,當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí),逆變器會依據(jù)電壓變化調(diào)整其輸出無功的大小。