同步逆变器控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请涉及一种同步逆变器控制方法、装置和系统，包括：功率计算模块；有功频率控制模块根据有功功率和预设的有功参数进行比例积分运算，得到逆变器的虚拟输出电压相位；无功电压调节模块根据无功功率和预设的无功参数得到逆变器的一次调节电压幅值；调制模块根据虚拟输出电压相位和一次调节电压幅值，生成相应的信号对逆变器的功率开关管进行控制。上述同步逆变器控制装置、方法和系统在进行有功频率控制时，根据有功功率和预设的有功参数对逆变器的频率进行比例积分控制，使得各有功功率控制模块能够独立改变自身出力，实现频率的无差调节，有效地保障了离网运行时的电能质量，与传统的逆变器控制系统相比具有控制可靠性高的优点。

Control Method, Device and System of Synchronous Inverter

This application relates to a control method, device and system of synchronous inverters, including: power calculation module; active frequency control module carries out proportional integral operation according to active power and preset active parameters to obtain the virtual output voltage phase of the inverters; reactive voltage regulation module obtains the primary regulated voltage amplitude of the inverters according to reactive power and preset reactive parameters; The modulation module generates corresponding signals to control the power switch of the inverter according to the virtual output voltage phase and the voltage amplitude at one time. When the control device, method and system of the synchronous inverters are used for active frequency control, the frequency of the inverters is controlled by proportional integral control according to active power and preset active parameters, so that each active power control module can independently change its own output and realize frequency adjustment without difference, thus effectively guaranteeing the power quality of off-grid operation and traditional inverters control. The system has the advantage of high control reliability.

【技术实现步骤摘要】
同步逆变器控制方法、装置及系统
本申请涉及微网控制
，特别是涉及一种同步逆变器控制方法、装置及系统。
技术介绍
随着可再生能源的发展，微网系统被广泛的应用以解决分布式电源并网问题。传统的电力系统由同步发电机主导，为电力系统提供惯性和阻尼，保证电力系统的稳定运行，同时在励磁、调速器等控制环节的作用下，能够较方便的进行频率和电压调节。受传统的电力系统运行的启发，虚拟同步发电机(VirtualSynchronousGenerator，VSG)控制策略被提出并应用于微网系统中。虚拟同步发电机是指通过模拟同步发电机的外特性进而进行控制的一种策略，微网系统中逆变器能够通过虚拟同步发电机控制策略为微网提供惯性和阻尼。但是由于传统的虚拟同步发电机通过模拟同步发电机的转子运动所实现的是一次调频，而一次调频是有差调节，不能保证离网运行时的电能质量。因此，传统的逆变器控制系统具有控制可靠性差的缺点。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的虚拟同步发电机控制系统控制可靠性差的问题，提供一种同步逆变器控制方法、装置及系统。一种同步逆变器控制装置，所述装置包括：功率计算模块，用于获取逆变器的输出电压和输出电流，并根据所述输出电压和所述输出电流计算得到所述逆变器的有功功率和无功功率；有功频率控制模块，用于根据所述有功功率和预设的有功参数进行比例积分运算，得到逆变器的虚拟输出电压相位；无功电压调节模块，用于根据所述无功功率和预设的无功参数得到逆变器的一次调节电压幅值；调制模块，用于根据所述虚拟输出电压相位和所述一次调节电压幅值，生成相应的信号对所述逆变器的功率开关管进行控制。在一个实施例中，所述有功频率控制模块包括：角频率计算单元，用于根据所述有功功率和预设的有功参数进行比例积分运算，得到所述逆变器的一次调节输出角频率；相位计算单元，用于根据所述一次调节输出角频率进行计算，得到所述逆变器的虚拟输出电压相位。在一个实施例中，所述预设的无功参数包括额定电压值和无功功率指令值，所述无功电压调节模块包括：幅值检测单元，用于根据所述逆变器的输出电压，得到相应的电压幅值；下垂无功功率计算单元，用于根据所述电压幅值和额定电压值计算得到逆变器的下垂无功功率；积分调节单元，用于根据所述无功功率指令值、所述无功功率和所述下垂无功功率计算得到所述逆变器的一次调节电压幅值。在一个实施例中，所述调制模块包括：电流调节单元，用于根据所述虚拟输出电压相位和所述一次调节电压幅值，得到对应的调制波信号；控制单元，用于根据所述调制波信号和预设的载波信号，生成相应的信号对所述逆变器的功率开关管进行控制。在一个实施例中，所述调制模块还包括PI参数辨识单元，所述PI参数辨识单元用于调整所述电流调节单元的参数。一种同步逆变器控制方法，所述方法包括：获取逆变器的输出电压和输出电流，并根据所述输出电压和所述输出电流计算得到所述逆变器的有功功率和无功功率；根据所述有功功率和预设的有功参数进行比例积分运算，得到逆变器的虚拟输出电压相位；根据所述无功功率和预设的无功参数得到逆变器的一次调节电压幅值；根据所述虚拟输出电压相位和所述一次调节电压幅值，生成相应的信号对所述逆变器的功率开关管进行控制。在一个实施例中，所述根据所述有功功率和预设的有功参数进行比例积分运算，得到逆变器的虚拟输出电压相位的步骤，包括：根据所述有功功率和预设的有功参数进行比例积分运算，得到所述逆变器的一次调节输出角频率；根据所述一次调节输出角频率进行计算，得到所述逆变器的虚拟输出电压相位。在一个实施例中，所述预设的无功参数包括额定电压值和无功功率指令值，所述根据所述无功功率和预设的无功参数得到逆变器的一次调节电压幅值的步骤，包括：根据所述逆变器的输出电压，得到相应的电压幅值；根据所述电压幅值和额定电压值计算得到逆变器的下垂无功功率；根据所述无功功率指令值、所述无功功率和所述下垂无功功率计算得到所述逆变器的一次调节电压幅值。在一个实施例中，所述根据所述虚拟输出电压相位和所述一次调节电压幅值，生成相应的信号对所述逆变器的功率开关管进行控制的步骤，包括：根据所述虚拟输出电压相位和所述一次调节电压幅值，得到对应的调制波信号；根据所述调制波信号和预设的载波信号，生成相应的信号对所述逆变器的功率开关管进行控制。一种同步逆变器控制系统，其特征在于，所述系统包括三相逆变器主电路和控制装置，所述控制装置连接所述三相逆变器主电路中的逆变器，所述控制装置用于根据上述任一项所述的方法对所述逆变器的功率开关管进行控制。上述同步逆变器控制装置、方法和系统，通过获取逆变器的输出电压和电流，得到对应的有功功率和无功功率，然后分别根据有功功率和无功功率进行有功频率控制和无功电压调节，得到逆变器的虚拟输出电压相位和一次调节电压幅值，进而通过调制模块生成相应的控制信号对逆变器的功率开关管进行控制。上述同步逆变器控制装置、方法和系统在进行有功频率控制时，根据有功功率和预设的有功参数进行比例积分运算，即对逆变器的频率进行比例积分控制，使得各有功功率控制模块能够独立改变自身出力，实现频率的无差调节，有效地保障了离网运行时的电能质量，与传统的逆变器控制系统相比具有控制可靠性高的优点。附图说明图1为一实施例中同步逆变器控制装置结构示意图；图2为另一实施例中同步逆变器控制装置结构示意图；图3为一实施例中有功频率控制框图；图4为一实施例中角频率计算单元结构示意图；图5为一实施例中同步逆变器控制方法流程示意图；图6为一实施例中有功频率控制流程示意图；图7为一实施例中无功电压调节示意图；图8为一实施例中逆变器功率开关管控制示意图；图9为一实施例中同步逆变器控制系统结构示意图；图10为另一实施例中同步逆变器控制系统结构示意图；图11为一实施例中有功频率控制小信号模型示意图；图12为一实施例中同步逆变器控制系统根轨迹示意图。具体实施方式为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。请参阅图1，一种同步逆变器控制装置，包括功率计算模块100、有功频率控制模块200、无功电压调节模块300和调制模块400。功率计算模块100，用于获取逆变器的输出电压和输出电流，并根据输出电压和输出电流计算得到逆变器的有功功率和无功功率。具体地，在传统的发电机系统中，频率的高低与发电机的转速有关，而转速的高低又与作用在发电机轴上的力矩平衡情况有关，发电机输出有功时，有功电流在轴上要产生阻力矩，它由原动机的主力矩来平衡，主力矩克服阻力矩(还有摩擦力矩等)而使发电机以额定转速转动。当系统有功负载增加时，各台发电机的有功电流便要增加，发电机轴上的阻力矩就增大，这时如果不增加主力矩，即开大汽门，则发电机的转速就要下降，频率就回降低(即系统有功不足频率低)。要维持频率不变，也即转速不变，就要开大汽门增加主力矩，也就是调有功。电压的波动主要是由无功负荷引起的，负载对发电机产生去磁电枢反应，使气隙的磁场被削弱，端电压便降低，要使端电压维持不变，就需要增加转子的电流以补偿去磁电枢反应部分，这就是电压变动要调无功的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步逆变器控制装置，其特征在于，所述装置包括：功率计算模块，用于获取逆变器的输出电压和输出电流，并根据所述输出电压和所述输出电流计算得到所述逆变器的有功功率和无功功率；有功频率控制模块，用于根据所述有功功率和预设的有功参数进行比例积分运算，得到逆变器的虚拟输出电压相位；无功电压调节模块，用于根据所述无功功率和预设的无功参数得到逆变器的一次调节电压幅值；调制模块，用于根据所述虚拟输出电压相位和所述一次调节电压幅值，生成相应的信号对所述逆变器的功率开关管进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种同步逆变器控制装置，其特征在于，所述装置包括：功率计算模块，用于获取逆变器的输出电压和输出电流，并根据所述输出电压和所述输出电流计算得到所述逆变器的有功功率和无功功率；有功频率控制模块，用于根据所述有功功率和预设的有功参数进行比例积分运算，得到逆变器的虚拟输出电压相位；无功电压调节模块，用于根据所述无功功率和预设的无功参数得到逆变器的一次调节电压幅值；调制模块，用于根据所述虚拟输出电压相位和所述一次调节电压幅值，生成相应的信号对所述逆变器的功率开关管进行控制。2.根据权利要求1所述的同步逆变器控制装置，其特征在于，所述有功频率控制模块包括：角频率计算单元，用于根据所述有功功率和预设的有功参数进行比例积分运算，得到所述逆变器的一次调节输出角频率；相位计算单元，用于根据所述一次调节输出角频率进行计算，得到所述逆变器的虚拟输出电压相位。3.根据权利要求1所述的同步逆变器控制装置，其特征在于，所述预设的无功参数包括额定电压值和无功功率指令值，所述无功电压调节模块包括：幅值检测单元，用于根据所述逆变器的输出电压，得到相应的电压幅值；下垂无功功率计算单元，用于根据所述电压幅值和额定电压值计算得到逆变器的下垂无功功率；积分调节单元，用于根据所述无功功率指令值、所述无功功率和所述下垂无功功率计算得到所述逆变器的一次调节电压幅值。4.根据权利要求1所述的同步逆变器控制装置，其特征在于，所述调制模块包括：电流调节单元，用于根据所述虚拟输出电压相位和所述一次调节电压幅值，得到对应的调制波信号；控制单元，用于根据所述调制波信号和预设的载波信号，生成相应的信号对所述逆变器的功率开关管进行控制。5.根据权利要求4所述的同步逆变器控制装置，其特征在于，所述调制模块还包括PI参数辨识单元，所述PI参数辨识单元用于调整所述电流调节单元的参数。6.一种同步逆变器控制方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，
申请(专利权)人：易事特集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44