其中,Pref為有功額定值,Qref為無功額定值。圖中,有功分量和無功分量由外部給定功率參考值,其與測量到的電網交流側的有功、無功作差,經過PI調節器,來控制逆變器的相角和幅值,達到無差調節,使穩態誤差為零,進而達到控制輸出有功和無功的目的。另外,利用鎖相環(PLL)技術,可使得PQ控制的微電網逆變器能夠獲得頻率支撐。
實 驗
應用PTS-5000完成光伏單相并網逆變器PQ控制,其連接線圖如圖5所示,交流電源APS-300設置為50Hz,相電壓40V,操作于1P2W模式下,參數設置如圖6所示,模擬光伏電源PSW160-7.2參數如:開路電壓為65V、短路電流2.7A、最大功率點電壓50V及最大功率點電流2.4A,設置如圖7所示。設定完畢后,通過SAS程式開啟PSW輸出,并開啟APS-300輸出,再將PEK-510開啟。當電網發生電壓或頻率變化時,逆變器將根據當前的狀況借由系統的PQ控制器調整功率(有功功率和無功功率實功或虛功)輸出。

有功功率控制(p- ω)
利用SAS(程式)程序輸出,逆變器輸出功率很快到達最大功率點,如圖8所示。

圖9 逆變輸出至最大功率點
在此條件下,將APS-300頻率調整為51Hz,此時PSM_Poset因ω的上升而下降,逆變器輸出功率PSM_Po隨之降低,當系統不再以最大功率輸出時,則PV曲線必然偏離最大功率點以維持功率平衡,如圖9所示,反之亦然。

圖10 逆變輸出偏離最大功率點
無功功率控制(q-v)
APS-300輸出電壓40V,此時逆變器無功功率(無虛功)輸出,逆變輸出電壓PSM_Vs與逆變輸出電流PSM_Is無相位差,將APS-300輸出電壓調為36V,逆變器有無功功率(虛功)產生,PSM_Vs與PSM_Is有相位差產生,電流超前電壓。輸出電壓調整前后波形與相位差波形分別如圖16、17所示。反之亦然。
結 論:
當電網頻率上升時,逆變器會依據頻率變化的程度降低其輸出有功的大小,當電網電壓變化時,逆變器會依據電壓變化調整其輸出無功的大小。