NPC逆变并网仿真（双环SPWM）2021a 逆变器采用二极管钳位型NPC，直流侧输入电压800V，含PLL锁相环， 采用双环控制，PI调节器参与调节， 加设LCL滤波器，并入电网。 逆变器端可以得到五电平输出线电压波形，滤波后可以得到对称的三相电压、电流波形。
最近在研究NPC逆变并网仿真，采用双环SPWM控制方式，用的是2021a版本的相关工具，感觉收获颇丰，来和大家分享分享。
这次逆变器选用的是二极管钳位型NPC，直流侧输入电压设定为800V。为啥选NPC呢，它在多电平逆变器领域可是有着独特优势，能有效降低输出电压谐波，提高电能质量。
先来说说整体架构，这里面加设了LCL滤波器，目的很明确，就是为了更好地滤除高频谐波，让并入电网的电能更“干净”。最后实现将处理后的电并入电网。
双环控制与PI调节器
重点讲讲双环控制，这可是核心部分。外环通常是电压环，内环是电流环。电压环负责稳定输出电压，电流环则确保输出电流能快速跟踪给定值。而PI调节器在这两个环里起到了关键的调节作用。
咱来看看简单的代码示例（这里以Matlab为例）：
% 定义PI参数 kp_v = 0.5; % 电压环比例系数 ki_v = 10; % 电压环积分系数 kp_i = 0.1; % 电流环比例系数 ki_i = 1; % 电流环积分系数 % 初始化变量 v_err = 0; v_err_sum = 0; i_err = 0; i_err_sum = 0; % 假设这里有一个电压给定值V_ref和电流反馈值I_fb V_ref = 220; % 假设电压给定值为220V I_fb = 10; % 假设电流反馈值为10A % 电压环PI调节 v_err = V_ref - V_out; % 计算电压误差 v_err_sum = v_err_sum + v_err * Ts; % 积分项，Ts为采样时间 V_ctrl = kp_v * v_err + ki_v * v_err_sum; % 电压控制量 % 电流环PI调节 i_err = V_ctrl - I_fb; % 计算电流误差 i_err_sum = i_err_sum + i_err * Ts; I_ctrl = kp_i * i_err + ki_i * i_err_sum; % 电流控制量在这段代码里，先定义了电压环和电流环的PI参数，然后初始化一些误差变量。通过计算电压误差和电流误差，利用PI调节器的公式得出电压控制量和电流控制量。这两个控制量后续会用于控制逆变器的输出，从而实现稳定的逆变并网。
PLL锁相环
还有个重要的部分就是PLL锁相环。它的作用是使逆变器输出电压的相位和频率与电网同步，这对于成功并网至关重要。想象一下，如果逆变器输出的电和电网的电不同步，那后果不堪设想，可能会损坏设备，甚至引发安全事故。
输出波形
经过一系列的控制和滤波后，逆变器端可以得到五电平输出线电压波形。这五电平的波形相较于传统的两电平波形，谐波含量更低。经过LCL滤波器滤波后，就能得到对称的三相电压、电流波形。看着那平滑对称的波形，就知道系统运行得很稳定。
总之，这次的NPC逆变并网仿真（双环SPWM）研究，从理论到实践，再到代码实现，让我对逆变并网系统有了更深入的理解。希望我的分享也能给大家带来一些启发。
