基于模糊PI控制的雙向變流器的設(shè)計與實現(xiàn)

袁凱， 胡平， 張志濤

(1.長安大學(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 712000)

0 引 言

近些年來，霧霾問題日趨嚴(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、儲能裝置和監(jiān)控系統(tǒng)四部分組成，是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、自我管理和自我保護的自治系統(tǒng)[1-2]，通過微電網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計，加入儲能變流系統(tǒng)，來調(diào)節(jié)并網(wǎng)測的電壓與頻率[3-4]。本文通過分析一種單極性雙向儲能變流器的拓?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，實現(xiàn)了智能微電網(wǎng)系統(tǒng)并離網(wǎng)切換時電網(wǎng)電壓和電流的穩(wěn)定性。

1 雙向儲能變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

雙向儲能變流器是(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，可以進行能量的傳輸與電能方式的改變[5]。蓄電池儲存的是直流電，無法直接連接到電網(wǎng)上，它是通過DC/AC逆變器與SPWM控制單元完成電能雙向轉(zhuǎn)換。儲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)通過逆變電路、變壓器、濾波器實現(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 儲能變流器系統(tǒng)控制策略設(shè)計

良好的控制策略是維持儲能系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵，儲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]。……