500kW光伏逆变器电流与电压控制参数设计详解

本文档主要探讨了500kW PCS（Power Conditioning System）变流器的控制参数推导，特别是针对电流环和电压环的设计。文章以同步旋转坐标系下的逆变器控制系统框图（图1.1）为起点，明确了电压控制器在电流环中的关键作用，该电流环采用了解耦的矢量控制策略，并结合电网电压前馈，以提高动态响应性能。 在电流环部分（图2.1），电流控制环路被简化处理，忽略了电流信号采样和PWM驱动延迟的影响，这些延迟在实际应用中通常会被考虑为一阶低通滤波器。此外，电感电阻也被视为不重要的因素。电流环的开环增益设计着重于低频段的高增益以保证稳态误差的减小，中频段要求幅频特性斜率为-20dB/dec，以提供足够的相角裕度，而高频段则需降低增益以抑制噪声。 作者通过设计一个(-2-1-2)型的开环传递函数，确保中频带宽、截止频率和相角裕度达到最优。利用给定的500kW产品参数，如截止频率100Hz，电感L=250uH，H=7.5，计算出了低通滤波器的滤波频率、滤波时间和PI环节的积分时间。通过分析开环传递函数，确定了电流环的K值，遵循典型的II系统设计原则，最终确定了PI参数。 电流环的PI参数通过Excel计算得出，具体数值在文档中未给出，但表明了参数设计的严谨性和计算过程。整个推导过程强调了理论与实际应用相结合，以及对系统动态性能的优化追求。 总结来说，本文档详细介绍了500kW PCS变流器电流环和电压环的控制参数设计方法，包括控制策略选择、开环增益设定、滤波器设计以及具体参数的计算，为实际系统的设计和优化提供了实用的指导。