一种用于逆变系统的控制方法及控制装置制造方法及图纸
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及逆变系统，特别是涉及一种用于逆变系统的控制方法及控制装置。
技术介绍
逆变器单元是一种基于电力电子技术的功率变换装置，用于将电能从直流转为交流或从交流转为直流。通常，为了方便扩容和冗余设计等目的，模块化并联电源系统架构得到了广泛的采用。如图1所示为现有技术中的逆变系统的结构示意图。现有技术中的逆变系统包括N(N≥1)台逆变器单元(VSC)，该N台逆变器单元并联，为本地负载(Load)供电。对于这样一个并联电源系统，既要使得负载电压Vmg稳定在某个参考值Vref，例如该参考值可以是恒定220V、50Hz的正弦波，又要控制负载的功率平均分配在N台逆变器单元之间。前一个控制目标称为电压调整(voltageregulation)，后一个控制目标称为负载功率均分(powersharing)。对于电压调整的控制目标，通常采用电压闭环控制方法，例如，采用电压外环电流内环的多闭环控制等。只要电压环的带宽设计得足够高就可以保证电压控制精度。这对于单台逆变器单元来讲较容易实现，但是，当多台逆变器单元并联后，负载电压将由所有逆变器单元共同决定。同时，每台逆变器单元的输出功率将由其输出电压及输出阻抗共同决定，由于在实际应用中各逆变器单元的元器件参数及线路阻抗等参数很难完全相同，所以为了获得功率均分，就需要各逆变器单元输出不同的电压。所以，不是简单的给各逆变器单元设定相同的电压指令进行电压闭环控制即可充分实现...
【技术保护点】
一种用于逆变系统的控制方法，所述逆变系统包括并联连接的多个逆变器单元，其特征在于，该控制方法包括：接收一反映负载电压的反馈信号Vmg以及一电压参考信号Vref；根据所述反映负载电压的反馈信号Vmg以及所述电压参考信号Vref，产生一反映逆变输出功率的指令信号，其中，该反映逆变输出功率的指令信号包括一反映有功功率的指令信号Pset以及一反映无功功率的指令信号Qset；将所述反映有功功率的指令信号Pset作为所述逆变器单元的有功功率‑输出电压频率曲线(P‑F)的第一偏移量，以及将所述反映无功功率的指令信号Qset作为所述逆变器单元的无功功率‑输出电压幅值曲线(Q‑V)的第二偏移量；根据所述第一偏移量横向平移所述逆变器单元的有功功率‑输出电压频率曲线，以及根据所述第二偏移量横向平移所述逆变器单元的无功功率‑输出电压幅值曲线，藉由逆变器单元调整后的输出电压频率和输出电压幅值以调整逆变系统的负载电压。
【技术特征摘要】
1.一种用于逆变系统的控制方法，所述逆变系统包括并联连接的多个逆
变器单元，其特征在于，该控制方法包括：
接收一反映负载电压的反馈信号Vmg以及一电压参考信号Vref；
根据所述反映负载电压的反馈信号Vmg以及所述电压参考信号Vref，产
生一反映逆变输出功率的指令信号，其中，该反映逆变输出功率的指令信号包
括一反映有功功率的指令信号Pset以及一反映无功功率的指令信号Qset；
将所述反映有功功率的指令信号Pset作为所述逆变器单元的有功功率-
输出电压频率曲线(P-F)的第一偏移量，以及将所述反映无功功率的指令信
号Qset作为所述逆变器单元的无功功率-输出电压幅值曲线(Q-V)的第二偏
移量；
根据所述第一偏移量横向平移所述逆变器单元的有功功率-输出电压频率
曲线，以及根据所述第二偏移量横向平移所述逆变器单元的无功功率-输出电
压幅值曲线，藉由逆变器单元调整后的输出电压频率和输出电压幅值以调整逆
变系统的负载电压。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，上述产生反映逆变输出
功率的指令信号的步骤进一步包括：
根据所述反映负载电压的反馈信号Vmg以及所述电压参考信号Vref，计算
虚拟电流iv；
根据所述反映负载电压的反馈信号Vmg和所计算的虚拟电流iv，通过点积
计算得到所述反映有功功率的指令信号Pset；以及
根据所述反映负载电压的反馈信号Vmg和所计算的虚拟电流iv，通过叉积
计算得到所述反映无功功率的指令信号Qset，
iv＝(Vmg-Vref)/ZvPset＝vmg·ivQset=vmg⊗iv]]>其中，Zv为虚拟阻抗。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该逆变系统的输出耦接
至电网，该电压参考信号Vref为电网电压的反馈信号。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该逆变系统的输出与一
交流系统的输出电性耦接，该电压参考信号Vref为反映该交流系统输出电压
的反馈信号。
5.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述虚拟阻抗为一虚拟
电阻与一虚拟电抗的组合、一虚拟电阻或者一虚拟电抗。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述逆变器单元的有功
功率-输出电压频率曲线(P-F)以及所述逆变器单元的无功功率-输出电压幅
值曲线(Q-V)分别满足如下关系式：
ω＝(Pset-P)m+ωsetE＝(Qset-Q)n+Vset
其中ω为反映逆变器单元输出电压频率的控制信号，P为反映逆变器单元
有功功率的信号，ωset为频率设定信号，m为反映有功功率下垂特性的比例单
元增益，Vset为电压幅值设定信号，Q为反映逆变器单元无功功率的信号，E为
反映逆变器单元输出电压幅值的控制信号，n为反映无功功率下垂特性的比例
单元增益。
7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述逆变器单元的有功
功率-输出电压频率曲线(P-F)以及所述逆变器单元的无功功率-输出电压幅
值曲线(Q-V)分别满足如下关系式：
ω＝(Pset-P)((τcs+1)/(τfs+1))m+ωsetE＝(Qset-Q)n+Vset其中ω为反映逆变器单元输出电压频率的控制信号，P为反映逆变器单元
有功功率的信号，ωset为频率设定信号，m为反映有功功率下垂特性的比例单
元增益，1/τf为滤波单元的极点，1/τc为滤波单元的零点，Vset为电压幅值设
定信号，Q为反映逆变器单元无功功率的信号，E为反映逆变器单元输出电压幅
值的控制信号，n为反映无功功率下垂特性的比例单元增益。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述滤波单元为低通滤
波器。
9.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述逆变器单元的有功
功率-输出电压频率曲线(P-F)以及所述逆变器单元的无功功率-输出电压幅
值曲线(Q-V)分别满足如下关系式：
ω＝(Pset-P)m+ωsetV＝(Qset-Q)((τcs+1)/(τfs+1))n+Vset
其中ω为反映逆变器单元输出电压频率的控制信号，P为反映逆变器单元
有功功率的信号，ωset为频率设定信号，m为反映有功功率下垂特性的比例单
元增益，Vset为电压幅值设定信号，Q为反映逆变器单元无功功率的信号，E
为反映逆变器单元输出电压幅值的控制信号，n为反映无功功率下垂特性的比
例单元增益，1/τf为滤波单元的极点，1/τc为滤波单元的零点。
10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述滤波单元为低通滤
波器。
11.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述逆变器单元的有功
功率-输出电压频率曲线(P-F)以及所述逆变器单元的无功功率-输出电压幅
值曲线(Q-V)分别满足如下关系式：
ω=(Pset-P)×1Hm′s+1×1m′+ωset]]>E=(Qset-Q)×1KDqs+1×1Dq+Vset]]>其中ω为反映逆变器单元输出电压频率的控制信号，P为反映逆变器单元
有功功率的信号，ωset为频率设定信号，m’为反映有功功率下垂特性的比例
单元增益，反映虚拟电机转动惯量的积分单元的积分增益为1/H，Vset为电
压幅值设定信号，Q为反映逆变器单元无功功率的信号，E为反映逆变器单元输
出电压幅值的控制信号，Dq为反映无功功率下垂特性的比例单元增益，反映无
功功率偏差的信号的积分单元的积分增益1/K。
12.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该控制方法适用于三相
逆变系统或单相逆变系统。
13.一种用于逆变系统的控制装置，所述逆变系统包括并联连接的多个逆
变器单元，其特征在于，所述控制装置包括：
系统电压控制器，用于接收一反映负载电压的反馈信号Vmg以及一电压参
考信号Vref，并输出一反映逆变输出功率的指令信号，其中，该反映逆变输
出功率的指令信号包括一反映有功功率的指令信号Pset以及一反映无功功率
的指令信号Qset；
多个单元电压控制器，与所述多个逆变器单元一一对应，每一单元电压控
制器用于接收所述反映有功功率的指令信号Pset、所述反映无功功率的指令信
号Qset、一频率设定信号ωset、一电压幅值设定信号Vset、相应逆变器单元
的反映输出电压的反馈信号Vo以及反映输出电流的反馈信号io，并输出该逆变
器单元的一电压指令信号e*。
14.如权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述单元电压控制器
将所述反映有功功率的指令信号Pset作为所述逆变器单元的有功功率-输出
电压频率曲线(P-F)的第一偏移量，以及将所述反映无功功率的指令信号Qset
作为所述逆变器单元的无功功率-输出电压幅值曲线(Q-V)的第二偏移量，根
据所述第一偏移量横向平移所述逆变器单元的有功功率-输出电压频率曲线，
以及根据所述第二偏移量横向平移所述逆变器单元的无功功率-输出电压幅值
曲线，藉由逆变器单元调整后的输出电压频率和输出电压幅值以调整逆变系统
的负载电压。
15.如权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述系统电压控制器
还包括一虚拟电流计算单元，用于根据所述反映负载电压的反馈信号Vmg以及
所述电压参考信号Vref，计算虚拟电流iv，
iv＝(Vmg-Vref)/Zv其中，Zv为虚拟阻抗。
16.如权利要求15所述的控制装置，其特征在于，所述系统电压控制器
还包括有功功率计算单元和无功功率计算单元，
所述有功功率计算单元根据所述反映负载电压的反馈信号Vmg和所述虚
拟电流iv，通过点积计算得到所述反映有功功率的指令信号Pset；
所述无功功率计算单元根据所述反映负载电压的反馈信号Vmg和所述虚
拟电流iv，通过叉积计算得到所述反映无功功率的指令信号Qset，
Pset＝vmg·ivQset=vmg⊗iv.]]>17.如权利要求13所述的控制装置，其特征在于，该电压参考信号Vref
为电网电压的反馈信号。
18.如权利要求13所述的控制装置，其特征在于，该逆变系...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆城，张嘉敏，周建红，吴洪洋，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71
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