单相光伏并网逆变器PI控制参数详解与电压电流双环设计

本文主要讨论了单相光伏并网逆变器的控制方法及其PI控制参数的整定策略。文章首先概述了单相光伏并网逆变器的关键任务，包括保证输出电压与电网同步、具有单位功率因数、满足电能质量要求等。控制策略的核心在于电压电流双环PI控制，这种控制结构可以有效地分离电压和电流控制，提高系统的稳定性和动态性能。 电压外环负责保持逆变器输出电压与电网电压的同步，而电流内环则负责跟踪电网电压并保持电流的稳定。电流内环参数的整定尤为重要，文中介绍了几种常见的方法，如基于正定条件的选择、根轨迹分析、幅值裕度和相角裕度的确定。这些方法旨在找到最优的Kp和Ki值，以最小化误差和超调，同时确保快速响应和系统稳定性。 文章详细解释了电流环的整定过程，可能包括阶跃响应法、临界比例带法、自适应算法等，通过绘制Bode图进行比较分析，以便于选择最适合特定应用的参数组合。电流控制方法的选择对于抑制并联环流、改善动态性能以及提高输出电流质量至关重要。 输出电流控制作为一种常见的策略，通过直接控制电流，简化了控制结构，使得系统对电网电压变化的适应性强，且能有效避免并联环流问题。电流瞬时值反馈滞后控制、三角波比较控制以及重载条件下电流控制的优化等方法都被探讨和比较。 本文通过对单相光伏并网逆变器控制策略的深入分析和PI参数的精细整定，为实际应用提供了实用的设计指导，特别是对于那些关注系统稳定性和响应速度的工程师来说，这些理论和技术具有很高的参考价值。通过合理选择控制方法和参数，可以提升光伏并网逆变器的整体性能，从而提高光伏发电系统的整体效率和可靠性。