第四章 SVG的控制方法
一种控制结构是采用dq坐标变换的瞬时电流控制法，其结构如图4-2所示：
udrefud+-IprefPI+-+-PIPIdqabciaSVGIqref++-+-ib-icIqIddqabc
图4-2 dq轴电流控制系统结构原理框图
ib、ic经dq坐标变换化为有功电流Id、SVG发出的三相电流瞬时值ia、
无功电流Iq，与有功电流Ipref、无功电流Iqref给定值校对和以后，经PI调节器运算，再经dq反变换，取出三相电流信息，PWM由三角波比较判断跟踪，当然，PI调节器作用于有功电流给定值由直流侧电压参考值与其同侧电容电压反馈量比较。但是给定值Ipref、Iqref和反馈值Id、Iq一般是直流信息，所以要想点丢的跟踪监测做到无误差稳态运行交由PI调节器。换句话来说，这种策略使用了双闭环反馈控制策略，内环是电流环控制，外环是电压环控制。此控制结构在dq-abc变换前的dq轴下有2个PI调节器，且控制结构中电流PI调节器是直流信号，直流信号的变化率较大，PI调节时无静态误差，调节参数设计也较为容易。
4.2 电压外环电流内环的双环控制策略
采用带前馈解耦的PI电流控制策略，逆变器的d、q轴变量相互耦合，由三相逆变器的小信号方程可知，这样能解除耦合。
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第四章 SVG的控制方法
sin?teaPLL ?cos?t iaibicC32i? i?C idiq
无功电流计算图解
Vdc* 电网??无功电流计算PIidref??PI PIVdcvddq/?? iqrefvq 23 SPWM ?? sin?tcos?tPLLe 3id??/dqiq iα iβi2 图4-3（2） 控制策略原理框图
图（1）三相电流用的是负载侧电流，为图（2）中所要计算的量
在图4-2中，d轴的参考电流idref为 idref?(kp?
kis)(Vdc?Vdc) (4.1)
*iqrefS为检测的无功电流经abc/dq变换得到。
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(kp1?ki1)(Vdc?Vdc) 为稳定直流电压加入的d轴参考值；q轴参考电流
*第四章 SVG的控制方法
4.2.1 电压外环
在已有电流控制环的基础上增加电压控制环的目的是为了稳定逆变器直流侧电压。
由图4-3得电压外环传递函数原理框图如图4-5所示
?Vdc+Gv(s)u?Gci(s)f(m,?)u-Kv
图4-5电压外环传递函数原理框图
1sCVdc
其中Gv(s)为电压校正器，Gci(s)为电流内环等效传递函数，f?m,??为直流输出受控电流源控制系数且有f(m,?)?1、电流内环闭环传递函数
逆变器的电流内环常按典型I型系统进行设计以满足系统随动性能指标。在这种情况下，电流内环闭环传递函数通常可以近似等效成一阶惯性环节，其传递函数为：
322mcos?，Kv为电压反馈系数。
Gci(s)?1?s?1 （4.14）
其中?为惯性环节时间常数，大小与电流环的设计有关。 2、时变系数f?m,??
由文献可知对于时变系数f?m,??可以用其最大值作为参数参与电压控制环
路的设计。因此可得：
3f(m,?)max?2 （4.15）
23、电压校正环节
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第四章 SVG的控制方法
Gc(s)?kvps?kvis （4.16）
其中kvp为比例参数，kvi为积分参数 由此得电压外环开环传递函数为
32G'vp(s)?2Ckvikv(2kvpkvis?1) （4.17）
s(?s?1)电压外环可按典型II型系统标准设计控制器参数，即PI控制器参数满足如下关系：
kvpkvi??h???? （4.18） 32h?1?kvikv?22?2h??2C其中h为斜率为-20dB/dec的中频段，称作“中频宽”
令h=5，? =2ms，kv =0.01并代入式（4-23）得电压外环控制参数kvi= 71，
kvp=0.71，电压外环开环传递函数为：
30000(0.01s?1)'GVP(s)? （4-.19） 2s(0.002s?1)电压外环闭环传递函数为：
s?500s?150000s?15000000本设计最终采用电压电流双环控制策略。 Gvp(s)?150000s?1500000032 （4.20）
4.2.2 电流内环
由图4-3得系统电流传递函数原理框图如图4-4所示：
i?q+Gc(s)uc?Gpwm(s)dqVdc?Gf(s)iq0?H(s)iq?-
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第四章 SVG的控制方法
图4-4传递函数原理框图
*其中iq为电流指令，iq为反馈电流，iq0为输出电流，uc为控制量，Gc(s)为
???电流校正环节，Gpwm(s)为调制器传递函数，Gf(s)为输出电流滤波电路传递函数，H(s)为电流反馈采用传递函数。
1、输出电流滤波环节传递函数
??由图4-8可以得出从占空比dq到输出电流iq0的传递函数Gf(s)为：
?Gf(s)?iq??VdcLs?R?VdcR1???s （4.2）
dq其中??为输出滤波时间常数 2、PWM调制器传递函数
逆变器控制系统的一个重要环节PWM是调制器，该环节说明了输出与输入之间的关系，采用三角波比较法的PWM调制器可以当成就是个滞后环节，其传递函数为
?Gpwm(s)?dd??1Vtrie??ss （4.3）
uc其中Vtri为三角载波幅值，?s为开关周期
由于本设计样机的开关频率为4kHz，开关周期非常小，所以调制器可看成
一个比例环节，其传递函数为：
Gpwm(s)?1Vtir （4.4）
3、电流反馈环节传递函数
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