基于模糊PI控制的雙向變流器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

袁凱， 胡平， 張志濤

(1.長(zhǎng)安大學(xué) 電控學(xué)院，陜西 西安 710000；2.陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712000)

0 引 言

近些年來(lái)，霧霾問(wèn)題日趨嚴(yán)重，由光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電為主體的分布式電源得到了前所未有的關(guān)注。隨著清潔能源份額的不斷提高，區(qū)域能源自制的需求也越來(lái)越受到重視，基于分布式能源的智能微電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)也如火如荼。微電網(wǎng)系統(tǒng)就是由分布式電源、負(fù)荷用電、儲(chǔ)能裝置和監(jiān)控系統(tǒng)四部分組成，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、自我管理和自我保護(hù)的自治系統(tǒng)[1-2]，通過(guò)微電網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，加入儲(chǔ)能變流系統(tǒng)，來(lái)調(diào)節(jié)并網(wǎng)測(cè)的電壓與頻率[3-4]。本文通過(guò)分析一種單極性雙向儲(chǔ)能變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其工作原理，提出了該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在不同狀態(tài)下的控制策略，采用雙環(huán)解耦與模糊PI控制器結(jié)合的控制方法，實(shí)現(xiàn)了智能微電網(wǎng)系統(tǒng)并離網(wǎng)切換時(shí)電網(wǎng)電壓和電流的穩(wěn)定性。

1 雙向儲(chǔ)能變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

雙向儲(chǔ)能變流器是(Power Convertor System, PCS)連接蓄電池系統(tǒng)與交流母線之間的DC/AC逆變器，可以進(jìn)行能量的傳輸與電能方式的改變[5]。蓄電池儲(chǔ)存的是直流電，無(wú)法直接連接到電網(wǎng)上，它是通過(guò)DC/AC逆變器與SPWM控制單元完成電能雙向轉(zhuǎn)換。儲(chǔ)能變流柜的三相全橋變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，蓄電池接口側(cè)為直流側(cè)，電網(wǎng)接口側(cè)為交流側(cè)，兩側(cè)通過(guò)逆變電路、變壓器、濾波器實(shí)現(xiàn)DC/AC轉(zhuǎn)換[6-7]。如圖1所示。

圖1 三相全橋變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2 儲(chǔ)能變流器系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)

良好的控制策略是維持儲(chǔ)能系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵，儲(chǔ)能變流器原理上相當(dāng)于逆變器，需要保持母線上的電壓與功率穩(wěn)定[8-9]。……