
三相PWM并网VSC的标幺值控制:Simulink 2022b仿真模型应用与观察
打开Simulink 2022b的启动界面,我习惯性地在搜索栏敲下"Three-Phase VSC"——这个从零搭建的
2MW并网变流器模型,在调试了十几次PI参数后终于能稳定运行了。今天咱们就聊聊这个基于dq轴电流闭
环的标幺值控制模型里那些有意思的细节。
模型的核心参数得先记牢:690V线电压对应相电压峰值562V,直流母线1250V。重点看标幺化处理,
这里有个实用技巧:
```matlab
Vbase = 690/sqrt(3)*sqrt(2); % 相电压峰值
Ibase = 2e6/(3*Vbase/sqrt(2)); % 单相电流有效值基值
Zbase = Vbase^2/(2e6/3); % 阻抗基值
```
这三个基准值把整个系统参数统一成无量纲量。比如滤波电感的0.15pu感抗,实际值就是Zbase*0.
15。这样做的好处是更换系统电压等级时,只需修改基值计算,控制参数不用动。
电流环PI参数整定是关键难点。调试时发现,当采用典型二阶系统整定法时:
```matlab
Kp = L*wn*2; % 0.015*314*2 ≈ 9.42
Ki = R*wn^2; % 0.0015*314^2 ≈ 149
```
实际仿真中这个理论值会导致超调,最终将比例系数降到6.8才得到图2中id/iq的干净响应曲线。
这说明线路寄生参数的影响比想象中大,特别是IGBT死区时间产生的等效电阻。
SPWM调制部分有个反Park变换的细节容易踩坑。在生成调制波时,注意角度补偿:
```matlab
theta_pwm = theta_pll - pi/2; % 补偿电网电压正交分量相位差
Vd = Vdc/2 * (1 + m*sin(theta_pwm));
```
这个pi/2的偏移量如果漏掉,会导致并网电流相位偏差,影响有功无功解耦。模型中通过锁相环输
出的theta_pll实时跟踪电网相位,实测频率曲线在0.2秒内就能完成同步,响应平滑度堪比硬件PLL芯片。
想修改电压等级的朋友注意,比如要改成480V系统时:
1. 更新Vbase和Ibase
2. 重新计算滤波电感实际值(保持标幺值不变)