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电流矢量定向下基于反推控制的并网变流器改进PQ控制及参数分析
电流矢量定向下基于反推控制的并网变流器改进PQ控制及参数分析
引言：
随着电力系统的发展和电能质量要求的提高，并网变流器在分布式能源系统中的应用越来越广泛。其中，PQ控制是一种常用的控制策略，用于实现并网变流器的有功和无功功率的精确控制。然而，传统的PQ控制策略存在着响应速度慢、动态性能差和参数难以调节等问题。因此，基于反推控制的并网变流器控制策略逐渐成为研究热点。
一、基于反推控制的并网变流器控制原理
基于反推控制的并网变流器控制采用电流矢量定向技术，通过测量负载端电压和电流，通过逆变器电路中的当前矢量计算得出电源端电流矢量，然后通过控制电源端电流实现对负载端电压和电流的精确调节。基本控制框图如下：
**插入控制框图**
在该控制策略中，电网电压和电流作为参考值，通过电流矢量定向进行测量，通过逆变器电流的反推过程，计算得到电源电流矢量的参考值。通过对电源电流的控制，可以实现对负载端电流和电压的精确调节。
二、改进PQ控制策略
传统的PQ控制策略对逆变器的电流进行控制，由于逆变器的输出电压与能源电网的电压存在误差，导致电流控制的精度不高。为解决这一问题，本文提出了一种改进的PQ控制策略，通过反推控制获得的电源电流矢量实现对负载端电流和电压的精确控制。
改进PQ控制策略的基本步骤如下：
1.测量负载端的电压和电流；
2.通过电流矢量定向计算得到电源端的电流矢量；
3.比较负载端和电源端的电流矢量，通过PID控制器计算得到电源电流的控制指令；
4.将电源电流的控制指令通过逆变器的控制策略转化为PWM信号；
5.控制逆变器输出电压，实现对负载端电流和电压的精确控制。
三、参数分析
在改进PQ控制策略中，电源电流的控制指令是通过PID控制器计算得到的。PID控制器的参数选择对系统的稳定性和动态性能有着重要的影响。本文通过对PID控制器的参数进行分析，以提高系统的响应速度和动态性能。
PID控制器具体参数分析如下：
1.比例系数Kp：比例系数决定了控制器对误差的反应速度，当Kp值过大时，会引起系统的超调或者震荡；当Kp值过小时，系统的响应速度会变慢。因此，需要通过实验或者仿真来确定比例系数Kp的最佳值。
2.积分系数Ki：积分系数用于消除系统存在的稳态误差。当Ki值过大时，系统会出现稳态误差增大的情况；当Ki值过小时，系统的响应速度会变慢。因此，需要通过实验或者仿真来确定积分系数Ki的最佳值。
3.微分系数Kd：微分系数用于改善系统的动态性能，减小超调和振荡。当Kd值过大时，系统会产生过度抑制，导致系统响应速度慢；当Kd值过小时，系统会产生超调或者震荡。因此，需要通过实验或者仿真来确定微分系数Kd的最佳值。
总结：
本文针对传统PQ控制策略存在的问题，提出了基于反推控制的并网变流器改进PQ控制策略，并对其进行了参数分析，以提高系统的响应速度和动态性能。通过实验或者仿真，可以得到最佳的PID控制器参数，从而实现对负载端电流和电压的精确控制。