SVPWM风电并网逆变器电能质量分析与仿真(7)
本章小结
本章首先介绍了三相静止坐标系，两相静止坐标系，两相旋转坐标系的变换，然后讲述了网侧变换器的数学模型，讲述了其三相并网逆变器在三相静止坐标系、两相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型，然后对于耦合的电压和电流采用电网电压定向的方式进行了解耦控制，可以通过控制 、 来控制有功功率和无功功率。利用PI调节器调节有功、无功的电流，达到零稳态误差的效果，保证电流的快速响应。
3 系统仿真
电力电子技术仿真的平台和软件很多，也各具特色。本课题使用集数学计算、结果可视化和编程基于一身的强大数学和工程运算软件MATLAB来实现，使用MATLAB提供的仿真工具SIMULINK来对SVPWM控制算法和基于SVPWM控制策略的逆变系统进行仿真研究。
3.1 MATLAB/SIMULINK环境简介
MATLAB（Matrix Laboratory）是MathWorks公司开发的，也是目前国际上最流行、应用最广泛的科学与工程计算软件，它广泛应用于自动控制系统、数学关系运算、信号分析、计算机技术、图像信号处理技术、财务分析、航天工业等各行各业，也是国内外高校和研究部门进行各种科学研究的重要工具。由于它具有强大的计算和绘图功能、大量稳定可靠的算法库和简洁高效的编程语言，已经成为数学计算工具方面事实上的标准工具。
MATLAB的强大功能体现在以下几个方面：
（1） 运算功能强大。在MATLAB环境中，有超过500种的数学、统计、科学及工程方面的函数可以使用，而且使用简单快捷。MATLAB以基本的复数矩阵为基本的编程单元作为程序设计语言，其强大的运算功能使其成为世界顶尖的数学应用软件之一。
（2） 功能丰富的工具箱。由于MATLAB的开放性，许多领域的专家都为MATLAB编写了各种程序的工具箱。这些工具箱提供了用户所在特别应用领域所需的许多特殊函数，这使得用户不必花大量的时间来编写程序，可以直接调用这些函数，为用户节省了大量的时间和精力，达到事半功倍的效果。
（3） 强大的文字处理功能。MATLAB的图形功能使用户可以直接进行视觉数据处理和分析。研究人员在完成科学性或工程性文章时，可以直接使用MATLAB制作高质量的图形，从而写出图文并茂的文章。通过使用MATLAB的Notebook用户可以创建MATLAB程序文档、技术报告、注释文档、手册或教科书。
MATLAB的SIMULINK提供了动态仿真的功能，用户能够通过绘制框图来模拟一个线性、非线性、连续或离散的系统，通过SIMULINK仿真并分析该系统。
SIMULINK即动态系统仿真工具箱，是MATLAB中一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，允许用户在屏幕上绘制框图来模拟一个系统，并能动态地控制该系统。目前的SIMULINK不仅可以进行线性系统仿真，也可以进行非线性系统仿真，既可以实现连续时间系统仿真，也可实现离散时间系统甚至混合连续-离散时间系统的仿真，它还支持多制采样率的系统仿真；此外，SIMULINK能够用MATLAB本身的语言、C语言或其它语言，根据S函数的标准格式写成用户自定义的功能模块。
随着微处理器的发展，空间矢量脉宽调制方法已经广泛应用于三相逆变器的控制中，它具有易数字化实现，直流电压利用率高，谐波含量低等显著特点。另一方面，并网电能质量是衡量并网逆变器设计和控制水平的重要指标，随着并网设备的不断增多，分析和抑制并网电流谐波，减小谐波污染已经成为普遍关注的问题之一。
3.2 系统仿真模型
系统仿真模型由主电路，控制电路两部分组成，其中主回路有三相电网电压采集，滤波电感，三相逆变器组成。控制电路由三相电压、电流变换，电网电压角的计算，PI调节，电压2r/2s变换，SVPWM脉冲发生等部分构成。系统框图如图2-5所示。