本發(fā)明屬于微電網(wǎng)控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種帶決策器的光伏微電網(wǎng)逆變器同步控制裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，光伏發(fā)電市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，其清潔可再生、建設(shè)維護(hù)方便的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)。光伏能源分布廣泛、就地可取，光伏發(fā)電裝置在地理位置上分散分布，逆變器作為光伏發(fā)電裝置的接口，與光伏發(fā)電裝置就地連接，在空間上也呈現(xiàn)分布式存在的特點(diǎn)。為了給用戶提供高質(zhì)量和高可靠性電能，光伏逆變器多通過公共母線連接，形成光伏微電網(wǎng)。在光伏微電網(wǎng)中，為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的分布式運(yùn)行，需要控制不同光伏逆變器在輸出電壓的幅值、頻率和相位上實(shí)現(xiàn)同步，否則就會(huì)導(dǎo)致環(huán)流的產(chǎn)生。環(huán)流的存在不僅會(huì)使得微源逆變器可用的輸出容量變小、輸出電能質(zhì)量下降、縮短電力電子器件的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致光伏微電網(wǎng)震蕩甚至崩潰。因此，實(shí)現(xiàn)光伏逆變器良好的分布式同步控制成為了光伏微電網(wǎng)控制領(lǐng)域重要的研究課題。著眼于這一控制目標(biāo)，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了多方面的研究并提出了多種控制方法，如主從控制方式、對(duì)等控制方式、基于多代理技術(shù)的分層控制方式、無互聯(lián)線的獨(dú)立控制方式等。其中，以下垂控制為代表的無互聯(lián)線的獨(dú)立控制方式逐漸成為了主流。但這些控制方法仍然存在著諸多問題：一是實(shí)際運(yùn)行控制中，電壓通常以脈沖的形式從逆變器直接輸出，但現(xiàn)有的控制方法都以濾波后的電壓量作為控制目標(biāo)進(jìn)行控制，沒有關(guān)注輸出電壓脈沖的同步性能，也就難以保證輸出電壓的瞬時(shí)同步；二是隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，以DSP為核心的分布式控制器廣泛應(yīng)用，但各控制器的時(shí)鐘振蕩頻率存在差異，帶來了觸發(fā)脈沖難以同步的問題，觸發(fā)脈沖的不同步導(dǎo)致輸出電壓脈沖不能同步，給環(huán)流的瞬時(shí)控制帶來了挑戰(zhàn)；三是目前普遍應(yīng)用的下垂控制本身存在以犧牲電壓和頻率控制精度來實(shí)現(xiàn)功率分配的特點(diǎn)，電壓幅值和頻率的控制精度有限，難以實(shí)現(xiàn)環(huán)流的精確有效控制。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種帶決策器的光伏微電網(wǎng)逆變器同步控制裝置及其控制方法。本發(fā)明利用DSP主控制器中的無線秒基時(shí)鐘控制器生成全局同步對(duì)時(shí)信號(hào)，對(duì)三角波時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，有效解決了控制器時(shí)鐘頻率差異所帶來的控制器輸出脈沖不能瞬時(shí)同步的問題；另外，本發(fā)明利用DSP主控制器中的決策補(bǔ)償控制器對(duì)反饋的頻率和相位誤差進(jìn)行評(píng)估，預(yù)測逆變器輸出電壓的頻率和輸出電壓的相位的調(diào)節(jié)趨勢，得出優(yōu)化、快速的控制策略，實(shí)現(xiàn)逆變器輸出電壓的快速同步，以實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)中分布式存在的不同光伏逆變器輸出電壓的動(dòng)態(tài)同步，抑制瞬時(shí)環(huán)流，促進(jìn)微電網(wǎng)的穩(wěn)定高效運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種帶決策器的光伏微電網(wǎng)逆變器同步控制裝置，包括光伏電源、光伏逆變器主電路、并網(wǎng)控制開關(guān)、電壓傳感器、電流傳感器、PWM驅(qū)動(dòng)電路及主控電路；所述光伏電源的輸出端與光伏逆變器主電路的輸入端相連接，光伏逆變器主電路的輸出端一路經(jīng)并網(wǎng)控制開關(guān)與公共交流母線相連接，另一路與負(fù)載相連接；所述電壓傳感器和電流傳感器的輸入端分別與光伏逆變器主電路的輸出端相連接，電壓傳感器和電流傳感器的輸出端分別與主控電路的電壓采樣電路和電流采樣電路的輸入端相連接，所述主控電路的輸出端與PWM驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連接，PWM驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與光伏逆變器主電路的控制端相連接；其特點(diǎn)是，所述控制裝置還包括無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路，所述無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路的輸出端與主控電路的通訊接口相連接。所述無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路包括無線信號(hào)接收天線、同軸信號(hào)電纜、無線信號(hào)接收電路及電平處理電路，無線信號(hào)接收天線的輸出端經(jīng)同軸信號(hào)電纜與無線信號(hào)接收電路的輸入端相連接，無線信號(hào)接收電路的輸出端與電平處理電路的輸入端相連接，電平處理電路的輸出端作為無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路的輸出端。所述主控電路包括電壓采樣電路、電流采樣電路、保護(hù)電路、模擬I/O電路、數(shù)字I/O電路、RS232通訊電路、報(bào)警裝置及DSP，所述電壓采樣電路和電流采樣電路的輸出端一路分別與DSP的A/D采樣模塊相連接，另一路分別與保護(hù)電路的輸入端相連接，保護(hù)電路的輸出端經(jīng)模擬I/O電路與DSP的模擬I/O接口相連接；所述RS232通訊電路的輸入端和數(shù)字I/O電路的輸入端作為主控電路的通訊接口，RS232通訊電路的輸出端與DSP的SCI通訊接口相連接，數(shù)字I/O電路的輸出端與報(bào)警裝置相連接，數(shù)字I/O電路的通訊接口與DSP的數(shù)字I/O接口相連接，DSP的SPWM生成模塊的輸出端作為主控電路的輸出端。所述的帶決策器的光伏微電網(wǎng)逆變器同步控制裝置的控制方法，包括如下步驟：步驟一：利用電壓傳感器采集光伏逆變器主電路輸出端的三相輸出電壓，并傳輸至主控電路的電壓采樣電路中；同時(shí)利用電流傳感器采集光伏逆變器主電路輸出端的三相電感電流和三相輸出電流，并傳輸至主控電路的電流采樣電路中；步驟二：無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路將接收的UTC時(shí)間信號(hào)和秒脈沖信號(hào)發(fā)送至主控電路中，主控電路對(duì)接收到的UTC時(shí)間信號(hào)、秒脈沖信號(hào)、三相輸出電壓、三相電感電流以及三相輸出電流進(jìn)行處理，生成PWM觸發(fā)信號(hào)，并將PWM觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至PWM驅(qū)動(dòng)電路，其具體包括如下步驟：步驟A：利用電壓采樣電路對(duì)三相輸出電壓進(jìn)行濾波和幅值變換，得到三相采樣輸出電壓并發(fā)送至保護(hù)電路和DSP中；利用電流采樣電路對(duì)三相電感電流和三相輸出電流進(jìn)行信號(hào)類型轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行濾波和幅值變換，得到三相采樣電感電流和三相采樣輸出電流，并發(fā)送至保護(hù)電路和DSP中；步驟B：保護(hù)電路接收三相采樣輸出電壓、三相采樣電感電流及三相采樣輸出電流并進(jìn)行處理，分別得到過電壓保護(hù)信號(hào)和過電流保護(hù)信號(hào)，過電壓保護(hù)信號(hào)和過電流保護(hù)信號(hào)經(jīng)模擬I/O電路處理后發(fā)送至DSP中；DSP對(duì)接收到的過電壓保護(hù)信號(hào)和過電流保護(hù)信號(hào)進(jìn)行處理，判斷其是否滿足保護(hù)動(dòng)作條件：在滿足保護(hù)動(dòng)作條件時(shí)，DSP輸出脈沖封鎖信號(hào)，封鎖PWM觸發(fā)信號(hào)，在不滿足保護(hù)動(dòng)作條件時(shí)，DSP不輸出脈沖封鎖信號(hào)，正常輸出PWM觸發(fā)信號(hào)；同時(shí)，DSP接收三相采樣輸出電壓、三相采樣電感電流及三相采樣輸出電流，并通過DSP自身內(nèi)部的A/D采樣模塊進(jìn)行處理，分別對(duì)應(yīng)得到輸出電壓采樣值、電感電流采樣值和輸出電流采樣值，然后進(jìn)行abc/dq坐標(biāo)變換，得到在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的兩相輸出電壓采樣值、兩相電感電流采樣值和兩相輸出電流采樣值；步驟C：通過兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的兩相輸出電壓采樣值和兩相輸出電流采樣值計(jì)算光伏逆變器輸出的瞬時(shí)有功功率和瞬時(shí)無功功率，瞬時(shí)有功功率和瞬時(shí)無功功率確定后，經(jīng)過低通濾波器濾波得到實(shí)際輸出有功功率和實(shí)際輸出無功功率；步驟D：通過兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的兩相輸出電壓采樣值和兩相輸出電流采樣值計(jì)算光伏逆變器輸出電壓頻率和輸出電壓相位；步驟E：無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路將UTC時(shí)間信號(hào)發(fā)送至RS232通訊電路中，RS232通訊電路對(duì)UTC時(shí)間信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，發(fā)送至DSP的SCI通訊接口；無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路將秒脈沖信號(hào)發(fā)送至數(shù)字I/O電路中，數(shù)字I/O電路對(duì)秒脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波和整型處理后，發(fā)送至DSP的數(shù)字I/O接口；步驟F：通過DSP主控制器中的無線秒基時(shí)鐘控制器對(duì)UTC時(shí)間信號(hào)、秒脈沖信號(hào)和實(shí)時(shí)時(shí)鐘振蕩頻率值進(jìn)行計(jì)算，生成全局同步頻率、修正后的三角波輸出頻率和修正后的三角波輸出相位；步驟G：根據(jù)光伏逆變器的輸出電壓頻率、輸出電壓相位以及步驟F中確定的全局同步頻率和步驟C中確定的實(shí)際輸出有功功率和實(shí)際輸出無功功率，經(jīng)DSP主控制器中的決策補(bǔ)償控制器計(jì)算獲得輸出電壓頻率參考值和輸出電壓幅值參考值；步驟H：根據(jù)步驟G中確定的輸出電壓頻率參考值和輸出電壓幅值參考值，經(jīng)過電壓合成獲得輸出電壓參考值；步驟I：將輸出電壓參考值與兩相輸出電壓采樣值作差，獲得電壓控制器給定值，并將電壓控制器給定值輸入至DSP主控制器中的電壓控制器，經(jīng)過電壓控制器處理后獲得輸出電流參考值；步驟J：將輸出電流參考值與兩相輸出電流采樣值作差，獲得電流控制器給定值，并將電流控制器給定值輸入至DSP主控制器中的電流控制器，獲得指令電壓參考值；步驟K：根據(jù)指令電壓參考值和修正后的三角波輸出頻率獲得PWM觸發(fā)信號(hào)，并將PWM觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至PWM驅(qū)動(dòng)電路；步驟三：通過PWM驅(qū)動(dòng)電路對(duì)PWM觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，獲得觸發(fā)脈沖信號(hào)并發(fā)送至光伏逆變器主電路中，控制其開關(guān)管的通斷，實(shí)現(xiàn)光伏逆變器輸出電壓與其他光伏逆變器輸出電壓的同步。步驟F中所述的通過DSP主控制器中的無線秒基時(shí)鐘控制器對(duì)UTC時(shí)間信號(hào)、秒脈沖信號(hào)和實(shí)時(shí)時(shí)鐘振蕩頻率值進(jìn)行計(jì)算，生成全局同步頻率、修正后的三角波輸出頻率和修正后的三角波輸出相位，其具體步驟如下：步驟f1：利用UTC時(shí)間信號(hào)和秒脈沖信號(hào)，獲得全局同步頻率信號(hào)、時(shí)鐘頻率測量信號(hào)和三角波相位復(fù)位信號(hào)；步驟f2：利用全局同步頻率信號(hào)確定全局同步頻率，并利用時(shí)鐘頻率測量信號(hào)確定時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值，所述時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值由下式確定：ωcry=Σi=1nωcryon---(1)]]>式中，ωcryo為實(shí)時(shí)時(shí)鐘振蕩頻率值；ωcry為經(jīng)過平均值濾波后得到的時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值；i為代表秒脈沖個(gè)數(shù)的變量，i∈[1，n]；步驟f3：給定時(shí)鐘振蕩頻率額定值和三角波頻率額定值，并用時(shí)鐘振蕩頻率額定值除以三角波頻率額定值，得到三角波時(shí)鐘分頻額定值，如下式所示：M0=ωcry*ωtri*---(2)]]>式中，M0為三角波時(shí)鐘分頻額定值；為時(shí)鐘振蕩頻率額定值；為三角波頻率額定值；步驟f4：將時(shí)鐘振蕩頻率額定值與所獲得的時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值作差，得到時(shí)鐘振蕩頻率偏移量，再乘以偏移系數(shù)得到三角波時(shí)鐘分頻值修正量；將三角波時(shí)鐘分頻額定值與所獲得的三角波時(shí)鐘分頻值修正量作差，得到修正后的三角波時(shí)鐘分頻值，如下式所示：M*=M0-k(ωcry*-ωcry)---(3)]]>式中，M0為三角波時(shí)鐘分頻額定值；M*為修正后的三角波時(shí)鐘分頻值；為時(shí)鐘振蕩頻率額定值；k為偏移系數(shù)；ωcry為經(jīng)過平均值濾波后得到的時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值；步驟f5：將所獲得的時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值除以修正后的三角波時(shí)鐘分頻值，得到修正后的三角波輸出頻率；步驟f6：對(duì)修正后的三角波輸出頻率進(jìn)行積分，得到三角波原始實(shí)時(shí)相位值；將所獲得的三角波原始實(shí)時(shí)相位值經(jīng)三角波相位同步控制函數(shù)處理，得到修正后的三角波輸出相位。步驟f6中所述的三角波相位同步控制函數(shù)，如下式所示：θtri＝sgn(sTPR)·θtrio(4)式中，θtrio為三角波原始實(shí)時(shí)相位值；sTPR為三角波相位復(fù)位信號(hào)；θtri為修正后的三角波輸出相位；sgn(sTPR)為以sTPR為變量的符號(hào)函數(shù)。步驟G中所述的根據(jù)光伏逆變器的輸出電壓頻率、輸出電壓相位以及步驟F中確定的全局同步頻率和步驟C中確定的實(shí)際輸出有功功率和實(shí)際輸出無功功率，經(jīng)過決策補(bǔ)償控制器計(jì)算獲得輸出電壓頻率參考值和輸出電壓幅值參考值，其具體步驟如下：步驟g1：對(duì)全局同步頻率進(jìn)行積分，得到全局同步相位；步驟g2：將全局同步頻率與光伏逆變器的輸出電壓頻率作差，得到輸出電壓頻率偏移量Δeω，將全局同步相位與光伏逆變器的輸出電壓相位作差，得到輸出電壓相位偏移量Δeθ；步驟g3：預(yù)置同步控制閾值和安全控制閾值，所述同步控制閾值包括正弦波頻率差為零的上限閾值Δeωmin和下限閾值-Δeωmin、正弦波相位差為零的上限閾值Δeθmin和下限閾值-Δeθmin；所述安全控制閾值包括穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)正弦波頻率差上限閾值Δeωmax和下限閾值-Δeωmax、穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)正弦波相位差上限閾值Δeθmax和下限閾值-Δeθmax；步驟g4：根據(jù)輸出電壓頻率偏移量、輸出電壓相位偏移量以及同步控制閾值和安全控制閾值，確定評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值，所述評(píng)估函數(shù)包括頻率評(píng)估函數(shù)、相位評(píng)估函數(shù)、相位置位開關(guān)評(píng)估函數(shù)和失步預(yù)警評(píng)估函數(shù)，如下所示：sω=g(Δeω,Δeθ)sθ=h(Δeω,Δeθ)sSPR=sgn(Δeθ)swarn=sgn(Δeω)*f(t)---(5)]]>式中，sω表示函數(shù)名為g、以Δeω和Δeθ為變量的頻率評(píng)估函數(shù)；sθ表示函數(shù)名為h、以Δeω和Δeθ為變量的相位評(píng)估函數(shù)；sSPR為相位置位開關(guān)評(píng)估函數(shù)，swarn為失步預(yù)警評(píng)估函數(shù)，sgn為符號(hào)函數(shù)，f(t)表示以時(shí)間t為變量的函數(shù)；所述評(píng)估函數(shù)的決策評(píng)估方法，具體包括如下步驟：步驟X1：根據(jù)輸出電壓頻率偏移量Δeω、預(yù)置的同步控制閾值中的正弦波頻率差為零的上限閾值Δeωmin和下限閾值-Δeωmin及預(yù)置的安全控制閾值中的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)正弦波頻率差上限閾值Δeωmax和下限閾值-Δeωmax，判斷此時(shí)的頻率控制狀態(tài)：若|Δeω|＜Δeωmin，則輸出電壓頻率偏移量小于同步控制閾值，正弦波頻率同步，定義此時(shí)頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)一；若Δeωmin＜Δeω＜Δcωmax，則輸出電壓頻率偏移量大于同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的頻率偏移為正向偏移，定義此時(shí)頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)二；若-Δeωmax＜Δeω＜-Δeωmin，則輸出電壓頻率偏移量超過同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的頻率偏移為負(fù)向偏移，定義此時(shí)頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)三；若Δeω＞Δeωmax，則輸出電壓頻率偏移量超過安全控制閾值，輸出電壓的頻率偏移為正向偏移，定義此時(shí)頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)四；若Δeω＜-Δeωmax，則輸出電壓頻率偏移量超過安全控制閾值，輸出電壓的頻率偏移為負(fù)向偏移，定義此時(shí)頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)五；步驟X2：根據(jù)步驟X1中得出的頻率控制狀態(tài)，以及輸出電壓相位偏移量Δeθ、預(yù)置的同步控制閾值中的正弦波相位差為零的上限閾值Δeθmin和下限閾值-Δeθmin、預(yù)置的安全控制閾值中的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)正弦波相位差上限閾值Δeθmax和下限閾值-Δeθmax，經(jīng)過選擇評(píng)估確定評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值：若頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)一，則：若|Δeθ|＜Δeθmin，則輸出電壓相位偏移量小于同步控制閾值，說明輸出電壓的頻率同步，輸出電壓的相位也同步，不需啟動(dòng)任何控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝0；若Δeθmin＜Δeθ＜Δeθmax，則輸出電壓相位偏移量大于同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的相位偏移為正向偏移，說明輸出電壓的頻率同步，輸出電壓的相位超前，需要進(jìn)行相位控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝1，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝0；若-Δeθmax＜Δeθ＜-Δeθmin，則輸出電壓相位偏移量超過同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的相位偏移為負(fù)向偏移，說明輸出電壓的頻率同步，輸出電壓的相位滯后，需要進(jìn)行相位控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝1，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝0；若|Δeθ|＞Δeθmax，則輸出電壓相位偏移量超過安全控制閾值，說明輸出電壓的頻率同步，輸出電壓的相位嚴(yán)重失步，需要進(jìn)行相位置位開關(guān)控制，即正弦波起始點(diǎn)控制重新激活控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝0，sSPR＝1，swarn＝0；若頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)二，則：若|Δeθ|＜Δeθmin，則輸出電壓相位偏移量小于同步控制閾值，說明輸出電壓的頻率增大，輸出電壓的相位同步，需要進(jìn)行頻率控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝0；若Δeθmin＜Δeθ＜Δeθmax，則輸出電壓相位偏移量大于同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的相位偏移為正向偏移，說明輸出電壓的頻率增大，輸出電壓的相位超前，增大的頻率能夠?qū)ο辔贿M(jìn)行調(diào)節(jié)，不需啟動(dòng)任何控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝0：若-Δeθmax＜Δeθ＜-Δeθmin，則輸出電壓相位偏移量超過同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的相位偏移為負(fù)向偏移，說明輸出電壓的頻率增大，輸出電壓的相位滯后，增大的頻率會(huì)使相位差繼續(xù)增大，需要進(jìn)行頻率控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝0；若|Δeθ|＞Δeθmax，則輸出電壓相位偏移量超過安全控制閾值，說明輸出電壓的頻率增大，輸出電壓的相位嚴(yán)重失步，此時(shí)需要進(jìn)行頻率控制和相位置位開關(guān)控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝1，swarn＝0；若頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)三，則：若|Δeθ|＜Δeθmin，則輸出電壓相位偏移量小于同步控制閾值，說明輸出電壓的頻率減小，輸出電壓的相位同步，需要進(jìn)行頻率控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝0；若Δeθmin＜Δeθ＜Δeθmax，則輸出電壓相位偏移量大于同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的相位偏移為正向偏移，說明輸出電壓的頻率減小，輸出電壓的相位超前，減小的頻率會(huì)使相位差繼續(xù)增大，需要進(jìn)行頻率控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝0；若-Δeθmax＜Δeθ＜-Δeθmin，則輸出電壓相位偏移量超過同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的相位偏移為負(fù)向偏移，說明輸出電壓的頻率減小，輸出電壓的相位滯后，減小的頻率能夠?qū)ο辔贿M(jìn)行調(diào)節(jié)，不需啟動(dòng)任何控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝0：若|Δeθ|＞Δeθmax，則輸出電壓相位偏移量超過安全控制閾值，說明輸出電壓的頻率減小，輸出電壓的相位嚴(yán)重失步，此時(shí)需要進(jìn)行頻率控制和相位置位開關(guān)控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝1，swarn＝0；若頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)四，則：若|Δeθ|＜Δeθmin，則輸出電壓相位偏移量小于同步控制閾值，說明輸出電壓的頻率增大，且超過安全控制閾值，輸出電壓的相位同步，需要進(jìn)行頻率控制和失步預(yù)警控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝1；若Δeθmin＜Δeθ＜Δeθmax，則輸出電壓相位偏移量大于同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的相位偏移為正向偏移，說明輸出電壓的頻率增大，且超過安全控制閾值，輸出電壓的相位超前，增大的頻率能夠?qū)ο辔贿M(jìn)行調(diào)節(jié)，為排除干擾影響，此時(shí)只進(jìn)行失步預(yù)警控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝1；若-Δeθmax＜Δeθ＜-Δeθmin，則輸出電壓相位偏移量超過同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的相位偏移為負(fù)向偏移，說明輸出電壓的頻率增大，且超過安全控制閾值，輸出電壓的相位滯后，增大的頻率會(huì)使相位差繼續(xù)增大，需要進(jìn)行頻率控制和失步預(yù)警控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝1；若|Δeθ|＞Δeθmax，則輸出電壓相位偏移量超過安全控制閾值，說明輸出電壓的頻率增大，且超過安全控制閾值，輸出電壓的相位嚴(yán)重失步，此時(shí)需要進(jìn)行頻率控制、相位置位開關(guān)控制和失步預(yù)警控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝1，swarn＝1；若頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)五，則：若|Δeθ|＜Δeθmin，則輸出電壓相位偏移量小于同步控制閾值，說明輸出電壓的頻率減小，且超過安全控制閾值，輸出電壓的相位同步，需要進(jìn)行頻率控制和失步預(yù)警控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝1；若Δeθmin＜Δeθ＜Δeθmax，則輸出電壓相位偏移量大于同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的相位偏移為正向偏移，說明輸出電壓的頻率減小，且超過安全控制閾值，輸出電壓的相位超前，減小的頻率會(huì)使相位差繼續(xù)增大，需要進(jìn)行頻率控制和失步預(yù)警控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝1；若-Δeθmax＜Δeθ＜-Δeθmin，則輸出電壓相位偏移量超過同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的相位偏移為負(fù)向偏移，說明輸出電壓的頻率減小，且超過安全控制閾值，輸出電壓的相位滯后，減小的頻率能夠?qū)ο辔贿M(jìn)行調(diào)節(jié)，為排除干擾影響，此時(shí)只進(jìn)行失步預(yù)警控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝1；若|Δeθ|＞Δeθmax，則輸出電壓相位偏移量超過安全控制閾值，說明輸出電壓的頻率減小，且超過安全控制閾值，輸出電壓的相位嚴(yán)重失步，此時(shí)需要進(jìn)行頻率控制、相位置位開關(guān)控制和失步預(yù)警控制，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝1，swarn＝1；步驟X3：利用所獲得的輸出電壓頻率偏移量，采用PI控制獲得頻率補(bǔ)償量初值；步驟X4：根據(jù)裝置特性設(shè)定有功下垂系數(shù)，并確定輸出電壓頻率參考值，所述輸出電壓頻率參考值由下式確定：ωref＝(ω*+sω·Δω)-kp·P(6)式中，ωref為輸出電壓頻率參考值，ω*為全局同步頻率，kp為有功下垂系數(shù)，P為實(shí)際輸出有功功率，Δω為頻率補(bǔ)償量初值，sω為頻率評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值；步驟X5：確定正弦波實(shí)時(shí)相位值，完成對(duì)相位的調(diào)整，所述正弦波實(shí)時(shí)相位值由下式確定：θ＝(1-sSPR)(θp+sθ*Δeθ)(7)式中，θ為正弦波實(shí)時(shí)相位值；θp為相位中間值；sSPR為相位置位開關(guān)評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值；sθ為相位評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值；Δeθ為輸出電壓相位偏移量；步驟X6：根據(jù)裝置特性設(shè)定輸出電壓幅值額定值和無功下垂系數(shù)，將輸出電壓幅值額定值與無功下垂系數(shù)和實(shí)際輸出無功功率的積作差，得到輸出電壓幅值參考值。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明利用DSP主控制器中的無線秒基時(shí)鐘控制器生成全局同步對(duì)時(shí)信號(hào)，對(duì)三角波時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，有效解決了控制器時(shí)鐘頻率差異所帶來的控制器輸出脈沖不能瞬時(shí)同步的問題；另外，本發(fā)明利用DSP主控制器中的決策補(bǔ)償控制器對(duì)反饋的頻率和相位誤差進(jìn)行評(píng)估，預(yù)測逆變器輸出電壓的頻率和輸出電壓的相位的調(diào)節(jié)趨勢，得出優(yōu)化、快速的控制策略，實(shí)現(xiàn)逆變器輸出電壓的快速同步，以實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)中分布式存在的不同光伏逆變器輸出電壓的動(dòng)態(tài)同步，抑制瞬時(shí)環(huán)流，促進(jìn)微電網(wǎng)的穩(wěn)定高效運(yùn)行。本發(fā)明使得各分布式光伏逆變器既能夠?qū)崿F(xiàn)精確的功率分配，又能夠保證光伏逆變器輸出電壓的全局同步，而且還具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)本發(fā)明設(shè)定了同步控制閾值，減少了不必要的調(diào)節(jié)過程；(2)本發(fā)明設(shè)定了安全控制閾值，提高了光伏微電網(wǎng)控制的可靠性和穩(wěn)定性；(3)本發(fā)明綜合了相互關(guān)聯(lián)的調(diào)節(jié)變量(輸出電壓頻率偏移量和輸出電壓相位偏移量)，并預(yù)測調(diào)節(jié)趨勢，最終得出更快速、優(yōu)化的控制策略；(4)本發(fā)明引入了失步預(yù)警控制，可識(shí)別突發(fā)干擾的影響，提高了光伏微電網(wǎng)的容錯(cuò)能力；(5)本發(fā)明通過實(shí)現(xiàn)三角波頻率和三角波相位的同步，消除了控制器振蕩頻率差異對(duì)同步過程的不利影響，為實(shí)現(xiàn)環(huán)流的瞬時(shí)控制提供了保證。最終，在本發(fā)明的作用下，各分布式運(yùn)行的光伏逆變器輸出電壓脈沖達(dá)到了同步，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)流的瞬時(shí)控制，促進(jìn)了微電網(wǎng)的穩(wěn)定高效與可靠運(yùn)行。附圖說明圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電路原理框圖；圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光伏逆變器主電路及與其輸出端相連部分的電路原理圖；圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路的電路原理圖；圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電壓采樣電路的電路原理圖；圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電流采樣電路的電路原理圖；圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的保護(hù)電路的電路原理圖；圖7是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的RS232通訊電路的電路原理圖；圖8是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字I/O電路的電路原理圖；圖9是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的模擬I/O電路的電路原理圖；圖10是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的DSP的電路原理圖；圖11是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的PWM驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖；圖12是本發(fā)明的控制方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖13是本發(fā)明的控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖14是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無線秒基時(shí)鐘控制器的程序流程圖；圖15是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無線秒基時(shí)鐘控制器的結(jié)構(gòu)圖；圖16是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的決策補(bǔ)償控制器的程序流程圖；圖17是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的決策補(bǔ)償控制器的結(jié)構(gòu)圖；圖18是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的逆變器并聯(lián)輸出脈沖同步后的波形圖(濾波器前)；圖19是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的逆變器輸出脈沖同步后局部放大的波形圖(濾波器前)；圖中：1-脈沖控制電路，2-主控電路，3—無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路，4-DSP。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，一種帶決策器的光伏微電網(wǎng)逆變器同步控制裝置，包括光伏電源、光伏逆變器主電路、并網(wǎng)控制開關(guān)、電壓傳感器、電流傳感器、PWM驅(qū)動(dòng)電路及主控電路2；所述光伏電源的輸出端與光伏逆變器主電路的輸入端相連接，光伏逆變器主電路的輸出端一路經(jīng)并網(wǎng)控制開關(guān)與公共交流母線相連接，另一路與負(fù)載相連接；所述電壓傳感器和電流傳感器的輸入端分別與光伏逆變器主電路的輸出端相連接，電壓傳感器和電流傳感器的輸出端分別與主控電路2的電壓采樣電路和電流采樣電路的輸入端相連接，所述主控電路2的輸出端與PWM驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連接，PWM驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與光伏逆變器主電路的控制端相連接；所述控制裝置還包括無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路3，所述無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路3的輸出端與主控電路2的通訊接口相連接，無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路3和主控電路2共同構(gòu)成脈沖控制電路1。所述無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路3包括無線信號(hào)接收天線、同軸信號(hào)電纜、無線信號(hào)接收電路及電平處理電路，無線信號(hào)接收天線的輸出端經(jīng)同軸信號(hào)電纜與無線信號(hào)接收電路的輸入端相連接，無線信號(hào)接收電路的輸出端與電平處理電路的輸入端相連接，電平處理電路的輸出端作為無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路3的輸出端。所述主控電路2包括電壓采樣電路、電流采樣電路、保護(hù)電路、模擬I/O電路、數(shù)字I/O電路、RS232通訊電路、報(bào)警裝置及DSP，所述電壓采樣電路和電流采樣電路的輸出端一路分別與DSP的A/D采樣模塊相連接，另一路分別與保護(hù)電路的輸入端相連接，保護(hù)電路的輸出端經(jīng)模擬I/O電路與DSP的模擬I/O接口相連接；所述RS232通訊電路的輸入端和數(shù)字I/O電路的輸入端作為主控電路2的通訊接口，RS232通訊電路的輸出端與DSP的SCI通訊接口相連接，數(shù)字I/O電路的輸出端與報(bào)警裝置相連接，數(shù)字I/O電路的通訊接口與DSP的數(shù)字I/O接口相連接，DSP的SPWM生成模塊的輸出端作為主控電路2的輸出端。本發(fā)明的光伏電源將太陽能轉(zhuǎn)換為直流電能，為整個(gè)光伏微電網(wǎng)提供電能，太陽能電池板是光伏電源的重要組成部分，本發(fā)明選用了目前通用的太陽能電池板。本實(shí)施例中的光伏逆變器主電路的電路原理圖，如圖2所示，由直流側(cè)電容Cdc、S1到S6的IGBT開關(guān)模塊、濾波電感Lf和濾波電容Cf組成；其中，udc為直流側(cè)電壓值，ila、ilb、ilc為電感電流值，ioa、iob、ioc為輸出電流值，uoa、uob、uoc為輸出電壓值。本實(shí)施例中，光伏逆變器主電路的輸出端連接本地負(fù)荷，并通過閉合并網(wǎng)控制開關(guān)將電能送至公共交流母線，實(shí)現(xiàn)分布式逆變器的并聯(lián)運(yùn)行。脈沖控制電路1根據(jù)并聯(lián)運(yùn)行控制需要輸出驅(qū)動(dòng)脈沖，控制六個(gè)開關(guān)管的通斷，輸出滿足需要的電能。本實(shí)施例中的并網(wǎng)控制開關(guān)采用STS-1116型通用并網(wǎng)控制開關(guān)，電壓傳感器采用的型號(hào)為PE4113-M，電流傳感器采用的型號(hào)為LT108-S7。本實(shí)施例中的無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路3的電路原理圖，如圖3所示，該電路包括無線信號(hào)接收天線、同軸信號(hào)電纜、無線信號(hào)接收電路及電平處理電路。該電路的作用是通過無線信號(hào)接收天線接收無線時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)同軸信號(hào)電纜將信號(hào)傳送至無線信號(hào)接收電路進(jìn)行信號(hào)處理，輸出的信號(hào)發(fā)送至電平處理電路轉(zhuǎn)換為主控電路2可以接收的信號(hào)。本實(shí)施例的無線信號(hào)接收電路主要由通用的GPS接收機(jī)組成。本實(shí)施例中的電壓采樣電路的電路原理圖，如圖4所示；電壓采樣電路的作用是將電壓傳感器采集到的逆變器三相輸出電壓進(jìn)行濾波、放大和電壓提升，轉(zhuǎn)換為DSP和保護(hù)電路可以處理的信號(hào)。本實(shí)施例中的電流采樣電路的電路原理圖，如圖5所示；電流采樣電路的作用是將電流傳感器采集到的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再進(jìn)行整形、濾波和電壓提升，轉(zhuǎn)換為DSP和保護(hù)電路可以處理的信號(hào)。本實(shí)施例中的保護(hù)電路的電路原理圖，如圖6所示，其中電路(a)為過電流保護(hù)電路，包括電流信號(hào)整形電路、比較電路和保護(hù)觸發(fā)電路，過電流保護(hù)電路的作用是接收三相采樣電感電流和三相采樣輸出電流并經(jīng)過處理輸出過電流保護(hù)信號(hào)，然后經(jīng)模擬I/O電路發(fā)送至DSP中。電路(b)為過電壓保護(hù)電路，包括電壓信號(hào)整形電路、比較電路和保護(hù)觸發(fā)電路，過電壓保護(hù)電路的作用是接收三相采樣輸出電壓并經(jīng)過處理輸出過電壓保護(hù)信號(hào)，然后經(jīng)模擬I/O電路發(fā)送至DSP中。本實(shí)施例中的RS232通訊電路的電路原理圖，如圖7所示，該電路的作用是將接收到的UTC時(shí)間信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換為DSP可以識(shí)別的電平信號(hào)。本實(shí)施例中的數(shù)字I/O電路的電路原理圖，如圖8所示，其中電路(a)為數(shù)字信號(hào)輸出電路，該電路將DSP輸出的數(shù)字報(bào)警信號(hào)進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)換為可以輸出的信號(hào)。電路(b)為數(shù)字信號(hào)輸入電路，該電路接收無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路發(fā)送的秒脈沖信號(hào)，并進(jìn)行濾波和放大處理，轉(zhuǎn)換為DSP可以處理的信號(hào)。本實(shí)施例中的模擬I/O電路的電路原理圖如圖9，該電路接收過電壓保護(hù)信號(hào)和過電流保護(hù)信號(hào)并進(jìn)行濾波和電平轉(zhuǎn)換，將獲得的信號(hào)發(fā)送到DSP的模擬量輸入端。本實(shí)施例中DSP的電路原理圖如圖10，DSP采用TI公司的TMS320F28335系列DSP。DSP是主控電路2的核心控制模塊，該模塊的作用是接收電壓、電流反饋信號(hào)和指令信號(hào)，生成PWM觸發(fā)信號(hào)并發(fā)送至PWM驅(qū)動(dòng)電路。本實(shí)施例中的PWM驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖，如圖11所示，輸入的PWM觸發(fā)信號(hào)，首先經(jīng)過74AHCT245電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，再經(jīng)過2QD32R-S進(jìn)行隔離，得到PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)并發(fā)送至光伏逆變器主電路，控制開關(guān)管的通斷。所述的帶決策器的光伏微電網(wǎng)逆變器同步控制裝置的控制方法，如圖12，包括如下步驟：步驟一：控制裝置的結(jié)構(gòu)圖，如圖13所示，利用電壓傳感器采集光伏逆變器主電路輸出端的三相輸出電壓，并將采集的三相輸出電壓傳輸至主控電路的電壓采樣電路中；同時(shí)利用電流傳感器采集光伏逆變器主電路輸出端的三相電感電流和三相輸出電流，并將采集的三相電感電流和三相輸出電流傳輸至主控電路的電流采樣電路中；步驟二：無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路將接收的UTC時(shí)間信號(hào)和秒脈沖信號(hào)發(fā)送至主控電路中，主控電路對(duì)接收到的UTC時(shí)間信號(hào)、秒脈沖信號(hào)、三相輸出電壓、三相電感電流以及三相輸出電流進(jìn)行處理，生成PWM觸發(fā)信號(hào)，并將PWM觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至PWM驅(qū)動(dòng)電路，其具體包括如下步驟：步驟A：利用電壓采樣電路對(duì)三相輸出電壓進(jìn)行濾波和幅值變換，得到三相采樣輸出電壓并發(fā)送至保護(hù)電路和DSP中；利用電流采樣電路對(duì)三相電感電流和三相輸出電流進(jìn)行信號(hào)類型轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行濾波和幅值變換，得到三相采樣電感電流和三相采樣輸出電流，并將變換后的信號(hào)發(fā)送至保護(hù)電路和DSP中；步驟B：保護(hù)電路接收三相采樣輸出電壓、三相采樣電感電流及三相采樣輸出電流并進(jìn)行處理，分別得到過電壓保護(hù)信號(hào)和過電流保護(hù)信號(hào)，過電壓保護(hù)信號(hào)和過電流保護(hù)信號(hào)經(jīng)模擬I/O電路處理后發(fā)送至DSP中；DSP對(duì)接收到的過電壓保護(hù)信號(hào)和過電流保護(hù)信號(hào)進(jìn)行處理，判斷其是否滿足保護(hù)動(dòng)作條件：在滿足保護(hù)動(dòng)作條件時(shí)，DSP輸出脈沖封鎖信號(hào)，封鎖PWM觸發(fā)信號(hào)，在不滿足保護(hù)動(dòng)作條件時(shí)，DSP不輸出脈沖封鎖信號(hào)，正常輸出PWM觸發(fā)信號(hào)；同時(shí)，DSP接收三相采樣輸出電壓、三相采樣電感電流及三相采樣輸出電流，并通過DSP自身內(nèi)部的A/D采樣模塊進(jìn)行處理，分別對(duì)應(yīng)得到輸出電壓采樣值、電感電流采樣值和輸出電流采樣值，然后對(duì)所獲得的輸出電壓采樣值、電感電流采樣值和輸出電流采樣值進(jìn)行abc/dq坐標(biāo)變換，得到在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的兩相輸出電壓采樣值、兩相電感電流采樣值和兩相輸出電流采樣值；步驟C：通過dq兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的兩相輸出電壓采樣值和兩相輸出電流采樣值計(jì)算光伏逆變器輸出的瞬時(shí)有功功率p和瞬時(shí)無功功率q，具體計(jì)算方程如下：q=32(uoqiod-uodioq)p=32(uodiod+uoqioq)---(8)]]>瞬時(shí)有功功率p和瞬時(shí)無功功率q確定后，經(jīng)過低通濾波器濾波得到實(shí)際輸出有功功率P和實(shí)際輸出無功功率Q，所述低通濾波器的濾波方程如下：P=ωcs+ωcpQ=ωcs+ωcq---(9)]]>式中，s為復(fù)頻域變量；ωc為根據(jù)裝置濾波性能需求計(jì)算得到的低通濾波器頻率帶寬；步驟D：通過兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的兩相輸出電壓采樣值和兩相輸出電流采樣值計(jì)算光伏逆變器輸出電壓頻率和輸出電壓相位；步驟E：無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路將UTC時(shí)間信號(hào)發(fā)送至RS232通訊電路中，RS232通訊電路對(duì)UTC時(shí)間信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，發(fā)送至DSP的SCI通訊接口；無線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基電路將秒脈沖信號(hào)發(fā)送至數(shù)字I/O電路中，數(shù)字I/O電路對(duì)秒脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波和整型處理后，發(fā)送至DSP的數(shù)字I/O接口；步驟F：通過DSP主控制器中的無線秒基時(shí)鐘控制器對(duì)UTC時(shí)間信號(hào)、秒脈沖信號(hào)(1PPS)和實(shí)時(shí)時(shí)鐘振蕩頻率值進(jìn)行計(jì)算，生成全局同步頻率ω*、修正后的三角波輸出頻率ωtri和修正后的三角波輸出相位θtri；考慮到光伏微電網(wǎng)中，存在分布式運(yùn)行的各逆變器缺少穩(wěn)定的同步參考點(diǎn)的問題，本實(shí)施例中，用無線秒基時(shí)鐘控制器為各逆變器提供高精度的全局參考頻率和相位，實(shí)現(xiàn)相距較遠(yuǎn)的各逆變器同步參考點(diǎn)的統(tǒng)一，為實(shí)現(xiàn)精確地同步控制提供了保證，無線秒基時(shí)鐘控制器的結(jié)構(gòu)圖，如圖15所示；步驟G：根據(jù)光伏逆變器的輸出電壓頻率、輸出電壓相位以及步驟F中確定的全局同步頻率和步驟C中確定的實(shí)際輸出有功功率和實(shí)際輸出無功功率，經(jīng)DSP主控制器中的決策補(bǔ)償控制器計(jì)算獲得輸出電壓頻率參考值和輸出電壓幅值參考值；步驟H：根據(jù)步驟G中確定的輸出電壓頻率參考值和輸出電壓幅值參考值，經(jīng)過電壓合成獲得輸出電壓參考值和步驟I：將輸出電壓參考值與兩相輸出電壓采樣值作差，獲得電壓控制器給定值，并將電壓控制器給定值輸入至DSP主控制器中的電壓控制器，經(jīng)過電壓控制器處理后獲得輸出電流參考值；所述電壓控制器采用比例積分(PI)控制方法，應(yīng)用PI控制方法，選取合適的電壓比例系數(shù)和電壓積分系數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)良好的電壓跟隨控制性能。電壓控制器的表達(dá)公式如下：ild*=kpv(uod*-uod)+kiv∫(uod*-uod)dt+iod-ωCfuoqilq*=kpv(uoq*-uoq)+kiv∫(uoq*-uoq)dt+ioq-ωCfuod---(10)]]>式中，kpv為電壓比例系數(shù)；kiv為電壓積分系數(shù)；和分別為電感電流參考值的d軸和q軸分量；iod和ioq分別為輸出電流采樣值的d軸和q軸分量；和分別為輸出電壓值的d軸和q軸分量；uod和uoq分別為輸出電壓采樣值的d軸和q軸分量；ω為逆變器輸出電壓的頻率；Cf為濾波電容值。步驟J：將輸出電流參考值與兩相輸出電流采樣值作差，獲得電流控制器給定值，并將電流控制器給定值輸入至DSP主控制器中的電流控制器，獲得指令電壓參考值；所述電流控制器也采用PI控制方法，電流控制器的表達(dá)公式如下：ud*=kpi(ild*-ild)+kii∫(ild*-ild)dt-ωLfilquq*=kpi(ilq*-ilq)+kii∫(ilq*-ilq)dt-ωLfild---(11)]]>式中，kpi為電流比例系數(shù)；kii為電流積分系數(shù)；和分別為電感電流參考值的d軸和q軸分量；ild和ilq分別為電感電流采樣值的d軸和q軸分量；和分別為指令電壓參考值的d軸和q軸分量；ω為逆變器輸出電壓的頻率；Lf為濾波電感值。步驟K：根據(jù)指令電壓參考值和修正后的三角波輸出頻率獲得PWM觸發(fā)信號(hào)，并將PWM觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至PWM驅(qū)動(dòng)電路；步驟三：通過PWM驅(qū)動(dòng)電路對(duì)PWM觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，獲得觸發(fā)脈沖信號(hào)并發(fā)送至光伏逆變器主電路中，控制其開關(guān)管S1～S6的通斷，實(shí)現(xiàn)光伏逆變器輸出電壓與其他光伏逆變器輸出電壓的同步。步驟F中所述的通過DSP主控制器中的無線秒基時(shí)鐘控制器對(duì)UTC時(shí)間信號(hào)、秒脈沖信號(hào)和實(shí)時(shí)時(shí)鐘振蕩頻率值進(jìn)行計(jì)算，生成全局同步頻率、修正后的三角波輸出頻率和修正后的三角波輸出相位，如圖14所示，其具體步驟如下：步驟f1：利用UTC時(shí)間信號(hào)和秒脈沖信號(hào)，獲得全局同步頻率信號(hào)ω*、時(shí)鐘頻率測量信號(hào)ωM和三角波相位復(fù)位信號(hào)sTPR；步驟f2：利用全局同步頻率信號(hào)確定全局同步頻率，并利用時(shí)鐘頻率測量信號(hào)確定時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值，所述時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值由下式確定：ωcry=Σi=1nωcryon---(1)]]>式中，ωcryo為實(shí)時(shí)時(shí)鐘振蕩頻率值；ωcry為經(jīng)過平均值濾波后得到的時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值；i為代表秒脈沖個(gè)數(shù)的變量，i∈[1，n]；步驟f3：給定時(shí)鐘振蕩頻率額定值和全局同步三角波頻率額定值，并用時(shí)鐘振蕩頻率額定值除以全局同步三角波頻率額定值，得到三角波時(shí)鐘分頻額定值，如下式所示：M0=ωcry*ωtri*---(2)]]>式中，M0為三角波時(shí)鐘分頻額定值；為時(shí)鐘振蕩頻率額定值；為全局同步三角波頻率額定值；步驟f4：將時(shí)鐘振蕩頻率額定值與所獲得的時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值作差，得到時(shí)鐘振蕩頻率偏移量，再乘以偏移系數(shù)得到三角波時(shí)鐘分頻值修正量；將三角波時(shí)鐘分頻額定值與所獲得的三角波時(shí)鐘分頻值修正量作差，得到修正后的三角波時(shí)鐘分頻值，如下式所示：M*=M0-k(ωcry*-ωcry)---(3)]]>式中，M0為三角波時(shí)鐘分頻額定值；M*為修正后的三角波時(shí)鐘分頻值；為時(shí)鐘振蕩頻率額定值；k為偏移系數(shù)；ωcry為經(jīng)過平均值濾波后得到的時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值；步驟f5：將所獲得的時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值除以修正后的三角波時(shí)鐘分頻值，得到修正后的三角波輸出頻率，即三角波實(shí)際輸出頻率，可寫為：ωtri=ωcryM*---(12)]]>式中，ωtri為三角波實(shí)際輸出頻率；ωcry為時(shí)鐘振蕩頻率計(jì)算值；M*為修正后的三角波時(shí)鐘分頻值；步驟f6：對(duì)修正后的三角波輸出頻率進(jìn)行積分，得到三角波原始實(shí)時(shí)相位值；將所獲得的三角波原始實(shí)時(shí)相位值經(jīng)三角波相位同步控制函數(shù)處理，得到修正后的三角波輸出相位。步驟f6中所述的三角波相位同步控制函數(shù)，如下式所示：θtri＝sgn(sTPR)·θtrio(4)式中，θtrio為三角波原始實(shí)時(shí)相位值；sTPR為三角波相位復(fù)位信號(hào)；θtri為修正后的三角波輸出相位；sgn(sTPR)為以sTPR為變量的符號(hào)函數(shù)。本實(shí)施例中，引起正弦波頻率和相位偏移的原因主要是下垂控制是一種孤立的本地控制方法，而且存在會(huì)使輸出電壓頻率和相位隨功率波動(dòng)的缺陷。為了彌補(bǔ)這些缺陷，本發(fā)明采用決策補(bǔ)償控制器實(shí)現(xiàn)輸出電壓頻率和相位的穩(wěn)定。步驟G中所述的根據(jù)光伏逆變器的輸出電壓頻率、輸出電壓相位以及步驟F中確定的全局同步頻率和步驟C中確定的實(shí)際輸出有功功率和實(shí)際輸出無功功率，經(jīng)過決策補(bǔ)償控制器計(jì)算獲得輸出電壓頻率參考值和輸出電壓幅值參考值，如圖16，其具體步驟如下：所述決策補(bǔ)償控制器的結(jié)構(gòu)圖，如圖17所示。步驟g1：對(duì)全局同步頻率ω*進(jìn)行積分，得到全局同步相位θ*；步驟g2：將全局同步頻率ω*與光伏逆變器的輸出電壓頻率ω作差，得到輸出電壓頻率偏移量Δeω，將全局同步相位θ*與光伏逆變器的輸出電壓相位θ作差，得到輸出電壓相位偏移量Δeθ，如下式所示：Δeω=ω*-ωΔeθ=θ*-θ---(13)]]>步驟g3：預(yù)置同步控制閾值和安全控制閾值，所述同步控制閾值包括正弦波頻率差為零的上限閾值Δeωmin和下限閾值-Δeωmin、正弦波相位差為零的上限閾值Δeθmin和下限閾值-Δeθmin；所述安全控制閾值包括穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)正弦波頻率差上限閾值Δeωmax和下限閾值-Δeωmax、穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)正弦波相位差上限閾值Δeθmax和下限閾值-Δeθmax；并根據(jù)輸出電壓頻率偏移量和輸出電壓相位偏移量確定同步控制狀態(tài)表；所述同步控制狀態(tài)表，見表1。表1同步控制狀態(tài)表步驟g4：根據(jù)輸出電壓頻率偏移量、輸出電壓相位偏移量以及同步控制閾值和安全控制閾值，確定評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值，所述評(píng)估函數(shù)包括頻率評(píng)估函數(shù)、相位評(píng)估函數(shù)、相位置位開關(guān)評(píng)估函數(shù)和失步預(yù)警評(píng)估函數(shù)，如下所示：sω=g(Δeω,Δeθ)sθ=h(Δeω,Δeθ)sSPR=sgn(Δeθ)swarn=sgn(Δeω)*f(t)---(5)]]>式中，sω表示函數(shù)名為g、以Δeω和Δeθ為變量的頻率評(píng)估函數(shù)；sθ表示函數(shù)名為h、以Δeω和Δeθ為變量的相位評(píng)估函數(shù)；sSPR為相位置位開關(guān)評(píng)估函數(shù)，swarn為失步預(yù)警評(píng)估函數(shù)，sgn為符號(hào)函數(shù)，f(t)表示以時(shí)間t為變量的函數(shù)；所述評(píng)估函數(shù)的決策評(píng)估方法，具體包括如下步驟：步驟X1：根據(jù)輸出電壓頻率偏移量Δeω、預(yù)置的同步控制閾值中的正弦波頻率差為零的上限閾值Δeωmin和下限閾值-Δeωmin及預(yù)置的安全控制閾值中的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)正弦波頻率差上限閾值Δeωmax和下限閾值-Δeωmax，判斷此時(shí)的頻率控制狀態(tài)：若|Δeω|＜Δeωmin，則輸出電壓頻率偏移量小于同步控制閾值，正弦波頻率同步，定義此時(shí)頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)一；若Δeωmin＜Δeω＜Δeωmax，則輸出電壓頻率偏移量大于同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的頻率偏移為正向偏移，定義此時(shí)頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)二；若-Δeωmax＜Δeω＜-Δeωmin，則輸出電壓頻率偏移量超過同步控制閾值但未超過安全控制閾值，輸出電壓的頻率偏移為負(fù)向偏移，定義此時(shí)頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)三；若Δeω＞Δeωmax，則輸出電壓頻率偏移量超過安全控制閾值，輸出電壓的頻率偏移為正向偏移，定義此時(shí)頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)四；若Δeω＜-Δeωmax，則輸出電壓頻率偏移量超過安全控制閾值，輸出電壓的頻率偏移為負(fù)向偏移，定義此時(shí)頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)五；若頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)一，則：若|Δeθ|＜Δeθmin，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝0；若Δeθmin＜Δeθ＜Δeθmax，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝1，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝0；若-Δeθmax＜Δeθ＜-Δeθmin，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝1，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝0；若|Δeθ|＞Δeθmax，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝0，sSPR＝1，swarn＝0，；若頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)二，則：若|Δeθ|＜Δeθmin，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝0；若Δeθmin＜Δeθ＜Δeθmax，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝0；若-Δeθmax＜Δeθ＜-Δeθmin，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝0；若|Δeθ|＞Δeθmax，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝1，swarn＝0；若頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)三，則：若|Δeθ|＜Δeθmin，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝0；若Δeθmin＜Δeθ＜Δeθmax，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝0；若-Δeθmax＜Δeθ＜-Δeθmin，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝0；若|Δeθ|＞Δeθmax，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝1，swarn＝0；若頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)四，則：若|Δeθ|＜Δeθmin，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝1；若Δeθmin＜Δeθ＜Δeθmax，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝1；若-Δeθmax＜Δeθ＜-Δeθmin，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝1；若|Δeθ|＞Δeθmax，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝1，swarn＝1；若頻率控制狀態(tài)為狀態(tài)五，則：若|Δeθ|＜Δeθmin，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝1；若Δeθmin＜Δeθ＜Δeθmax，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝0，swarn＝1，；若-Δeθmax＜Δeθ＜-Δeθmin，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝0，sSPR＝0，swarn＝1；若|Δeθ|＞Δeθmax，評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值為：sθ＝0，sω＝1，sSPR＝1，swarn＝1；步驟X2：根據(jù)步驟X1中得出的頻率控制狀態(tài)，以及輸出電壓相位偏移量Δeθ、預(yù)置的同步控制閾值中的正弦波相位差為零的上限閾值Δeθmin和下限閾值-Δeθmin、預(yù)置的安全控制閾值中的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)正弦波相位差上限閾值Δeθmax和下限閾值-Δeθmax，經(jīng)過選擇評(píng)估確定評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值：步驟X3：利用所獲得的輸出電壓頻率偏移量，采用PI控制(即比例-積分控制)獲得頻率補(bǔ)償量初值，如下式所示：Δω＝kpω(ω*-ω)+kiω∫(ω*-ω)dt(14)式中，Δω為頻率補(bǔ)償量初值，kpω、kiω分別為頻率比例系數(shù)和頻率積分系數(shù)；步驟X4：根據(jù)裝置特性設(shè)定有功下垂系數(shù)，并確定輸出電壓頻率參考值，所述輸出電壓頻率參考值由下式確定：ωref＝(ω*+sω·Δω)-kp·P(6)式中，ωref為輸出電壓頻率參考值，ω*為全局同步頻率，kp為有功下垂系數(shù)，P為實(shí)際輸出有功功率，Δω為頻率補(bǔ)償量初值，sω為頻率評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值；步驟X5：將所獲得的輸出電壓相位偏移量乘以相位評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值獲得相位補(bǔ)償值，再加上對(duì)頻率參考值進(jìn)行積分獲得的相位中間值得到相位初始值；將邏輯值1與相位置位開關(guān)評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值作差，并將差值乘以相位初始值，獲得正弦波實(shí)時(shí)相位值，完成對(duì)相位的調(diào)整；所述正弦波實(shí)時(shí)相位值由下式確定：θ＝(1-sSPR)(θp+sθ*Δeθ)(7)式中，θ為正弦波實(shí)時(shí)相位值；θp為相位中間值；sSPR為相位置位開關(guān)評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值；sθ為相位評(píng)估函數(shù)的函數(shù)值；Δeθ為輸出電壓相位偏移量；步驟X6：根據(jù)裝置特性設(shè)定輸出電壓幅值額定值E*和無功下垂系數(shù)kq，將輸出電壓幅值額定值與無功下垂系數(shù)和實(shí)際輸出無功功率的積作差，得到輸出電壓幅值參考值Eref，如下式所示：Eref＝E*-kqQ(15)式中，kq為無功下垂系數(shù)；E*為輸出電壓幅值額定值；Eref為輸出電壓幅值參考值；Q為實(shí)際輸出無功功率。本實(shí)施例中，圖18是逆變器并聯(lián)輸出脈沖同步后的實(shí)驗(yàn)波形圖，圖19是其局部放大的波形圖，兩圖均為濾波器之前的輸出電壓波形圖。從圖中可以看出：分布式運(yùn)行的光伏逆變器輸出電壓脈沖在很短時(shí)間內(nèi)就實(shí)現(xiàn)了同步，實(shí)現(xiàn)了環(huán)流的瞬時(shí)控制，促進(jìn)微電網(wǎng)的穩(wěn)定高效與可靠運(yùn)行。當(dāng)前第1頁1 2 3