第2章 网侧变流器控制技术

在太阳能光伏发电系统、变速恒频风力发电系统、储能系统等新能源发电系统中，由于其最终都要实现并网发电运行，因此网侧变流器的控制策略是新能源发电系统并网控制的关键。网侧变流器通常是三相电压型两电平PWM整流器，其主要优点有：①功率可以双向流动；②输入电流为正弦波形且谐波含量少；③功率因数灵活可调；④在电网电压固定的情况下可以获得大小可调的直流电压。新能源发电系统中网侧变流器的基本控制思想就是通过调节变流器交流侧输出电压的幅值和相位来控制其三相并网电流的幅值和相位，进而实现有功和无功功率的控制。

为了实现网侧变流器的并网运行控制，通常需要在控制环节中加入锁相同步环节获取准确的电网相角信息，因此锁相环的性能也将直接影响网侧变流器的控制效果。然而，新能源接入的电网通常呈现低短路比弱电网特性，并网点电压容易存在不平衡及谐波等电能质量问题，同时会因为负荷变化或者系统短路等原因引起电网频率、相位的突变，在这些非理想场景下若要保持新能源发电系统不脱网运行，其控制策略仍然依赖于锁相环所提供的并网点电压幅值和相位信息，同时也需要保证变流器输出电流能精准跟踪指令值。

根据上述网侧变流器控制技术的要求，本章将针对网侧变流器建立数学模型，分析其工作原理并设计有效的控制策略，在此基础上还将概述锁相同步方式和高精度电流跟踪控制方法。