（中南大学 信息科学与工程学院 湖南长沙 410083）
摘要：本文根据三相并网逆变器的数学模型，引入瞬时功率的定义和方法，建立了逆变器各电压矢量对逆变器输出有功功率和无功功率间的调制算法，结合矢量分析图，运用SVPWM技术，引入合成矢量，构建了精确调制型的直接功率状态开关表,实现低谐波高功率因数并网逆变。最后对系统仿真，仿真结果验证了算法的有效性和正确性。
关键词：直接功率控制；合成矢量；SVPWM
1 引言
三相并网逆变器作为新能源发电的重要组成部分，其并网性能直接影响着电网质量和负载安全[1-2]。合适的控制策略可以使逆变器输出达到期望值，实现高功率因数并网，减小谐波含量。
目前，三相PWM有源逆变的控制策略可以分为间接电流控制和直接电流控制[3]。间接电流控制结构只有外环直流母线电压控制，结构简单，静态性能良好，但由于其不涉及电流反馈环节，且在实际运行中易受系统参数改变的影响，因此存在稳定性差、动态响应缓慢、存在直流电流偏移及电流冲击等缺点。直接电流控制在间接电流控制的基础上增加了交流电流反馈内环，改善了系统的动态响应特性，同时降低了系统对参数变化的敏感度，但是其算法复杂度也相应提升。20世纪90年代初，日本学者Tokuo Ohnishi利用瞬时功率理论，提出了一种新型控制策略，即直接功率控制（direct power control，DPC）[4]。传统的DPC具有动态跟踪速度快等优点。但由于传统DPC仅依赖于用固有的8个电压矢量去调节有功功率和无功功率，因此存在有、无功调节的失衡问题[5-8]。
本文根据三相并网逆变器的数学模型，分析了各电压矢量对有功功率和无功功率的影响。在此基础上提出一种新型的开关表，改善DPC系统的有、无功调节能力。
2三相电压型并网逆变器DPC系统原理
2.1 三相电压型并网逆变器的结构及数学模型
三相电压型并网逆变器的拓扑结构如图1所示， 为6个开关管， 为6个续流二极管， 为直流电压， 为直流侧电流，C为直流侧电容。L为交流侧滤波电感，R为交流侧电阻。 为网侧电压瞬时值， 为并网逆变器输出电流瞬时值， 为并网逆变器输出电压瞬时值。
根据3/2变换，将逆变器数学模型转换到静止 坐标系下，得到三相并网逆变器在静止 坐标系下的动态数学模型为
图3为基于直接功率控制的三相并网逆变器结构框图，其控制结构基本思想为：电网和电流经过传感器送出，经过坐标变换送入相角计算模块以及功率计算模块，得到瞬时有功和无功功率以及电网电压矢量相角，计算所得的瞬时有功和无功功率与参考瞬时有功和无功功率比较后送入滞环功率比较器，得到相应的开关状态量；由电网电压矢量相角计算得出电网电压矢量所处扇区位置，该位置信息与功率比较器的开光状态输出量结合，通过查询开关状态表，得到所需的开关状态，驱动逆变器的开关管。
3 系统仿真及分析
为了验证改进开关表的可行性和正确性，在Matlab/Simulink环境下对系统进行了仿真。参数见表3。
4 结论
本文在经典开关状态表的基础上，结合空间矢量调制技术，引入合成矢量，构成了新型的开关表。通过实验证明，系统具有良好的输出特性，可保持单位功率因数运行，并且通过对比试验，证明系统有效的减少了输出谐波，具有一定的理论研究和工程应用价值。
参考文献
[1]柴文野,祝龙记.基于电压定向直接功率控制的光伏并网逆变器[J].电源技术,2012,04:527-529+570.
[2]赵方平,杨勇,阮毅,赵春江.三相并网逆变器直接功率控制和直接功率预测控制的对比[J].电工技术学报, 2012,07: 212-220.
[3]杨勇,阮毅.三相并网逆变器直接功率控制[J].电力自动化设备, 2011,09: 54- 59.
作者简介
姓名:李昳溦，出生日期:1992年1月，性别：女，民族：汉族，出生地：陕西省，职位：硕士研究生，研究方向：电力电子技术。
论文作者:李昳溦,王随平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第1期
论文发表时间:2017/3/9
标签：逆变器论文; 功率论文; 矢量论文; 电流论文; 电压论文; 系统论文; 相电压论文; 《电力设备》2017年第1期论文;