基于电流闭环的矢量控制策略优化方案

基于电流闭环的矢量控制策略按其矢量定向的不同，主要包括基于电网电压定向的矢量控制（VOC）和基于虚拟磁链定向的矢量控制（VFOC）两种控制策略。

采用基于电流闭环的矢量控制策略时，为了实现并网逆变器输出交流电流的无静差控制，根据参考坐标系选择的不同，其控制设计主要分为基于同步旋转坐标系以及基于静止坐标系的两种结构的控制设计。值得注意的是，其中的同步旋转坐标系是与选定的定向矢量同步旋转的。对于基于同步旋转坐标系的控制设计而言，主要是利用坐标变换将静止坐标系中的交流量变换成同步坐标系下的直流量，从而采用典型的PI调节器设计即可实现交流电流的无静差控制；而对于基于静止坐标系的控制设计而言，采用典型的PI调节器设计则无法实现交流电流的无静差控制，为此可采用比例谐振（PR）调节器，PR调节器的传递函数G_PR（s）由比例项和二阶无阻尼振荡项组成，即

式中 ω₀——基波角频率；

K_p——比例增益；

K_i——振荡项增益。(www.xing528.com)

由式（5-3）不难看出，由于PR调节器在基波频率处增益无穷大，因此可实现对基波正弦电流的无静差控制，另外通过进一步研究表明，在并网逆变器控制设计中，采用PR调节器还可以有效抑制电网基波电压的扰动。

对于单相并网逆变器的控制而言，一般不方便进行坐标旋转变换，虽然可以增设虚拟相来实现坐标旋转变换，但增加了复杂度，因此可采用基于静止坐标系的PR调节器设计，以实现逆变器输出交流电流的无静差控制。

对于三相并网逆变器的控制而言，采用基于同步旋转坐标系的控制设计十分方便，并且相对PR调节器而言，PI调节器的设计与整定比较容易，另外，相对静止坐标系下的控制而言，基于同步旋转坐标系的控制设计具有有功分量和无功分量控制的解耦特性。

由于基于电网电压定向的矢量控制（VOC）和基于虚拟磁链定向的矢量控制（VFOC）均是基于系统在同步坐标系下的数学模型进行控制系统设计的，其主要不同只是在于同步坐标系d轴方向的变量选取不同，因而下面首先介绍同步坐标系下并网逆变器的数学模型，然后，分别讨论VOC和VFOC两种控制方案。