反 饋積分環(huán)節(jié)），將其作為頻率調(diào)節(jié)器的積分部分，利用下垂控制模塊作為頻率調(diào)節(jié)器的比例 部分，組成PI調(diào)節(jié)器，運樣可W使得同步逆變器的頻率能夠無靜差地跟蹤上電網(wǎng)電壓頻率 W邑。
[0034] 另外，在頻率調(diào)節(jié)積分器33的控制環(huán)路中串入第一開關(guān)SW1，用于選擇性地斷開 或閉合頻率調(diào)節(jié)積分器33 ;在頻率調(diào)節(jié)器的輸入端串入第二開關(guān)SW2,該第二開關(guān)SW2可選 擇性地接入電網(wǎng)電壓頻率COg或給定電壓頻率《n，W選擇性地將電網(wǎng)電壓頻率COg或給定 電壓頻率on送入頻率調(diào)節(jié)器。
[0035] 對于相位的調(diào)節(jié)，通過對頻率調(diào)節(jié)器的輸出頻率進行控制，利用相位與頻率間原 有的關(guān)系來實現(xiàn)相位差的減小。本發(fā)明實施例在有功功率控制模塊3中加入相位調(diào)節(jié)器， 該相位調(diào)節(jié)器為PI積分器，相位調(diào)節(jié)器的輸入信號為電網(wǎng)電壓相位0g與參考電壓相位0 之間的差值，相位調(diào)節(jié)器的輸出頻率與頻率調(diào)節(jié)器的輸出頻率相加。即將電網(wǎng)電壓相位0g 減去參考電壓相位0的差值送入相位調(diào)節(jié)器（相位差減小環(huán)節(jié)），相位調(diào)節(jié)器的輸出頻率 與頻率調(diào)節(jié)器的輸出頻率相加，其和通過積分得到同步逆變器的相位。例如，當參考電壓相 位0小于電網(wǎng)電壓相位0g時，電網(wǎng)電壓相位0g減去參考電壓相位0得到一個正值，通 過相位調(diào)節(jié)器后使參考電壓頻率《升高（高于電網(wǎng)電壓頻率《g)，從而使參考電壓相位 0能夠追上電網(wǎng)電壓相位0g，調(diào)節(jié)相位差為零。另外，相位調(diào)節(jié)器的控制環(huán)路中串入第= 開關(guān)SW3,用于選擇性地斷開或閉合相位調(diào)節(jié)器。
[0036] 無功功率控制模塊4中還包括幅值下垂控制模塊41 (幅值下垂系數(shù)為Dq)和勵磁 調(diào)節(jié)積分模塊42(勵磁積分增益為1/K)。對于幅值調(diào)節(jié)，本發(fā)明實施例提供的一種同步逆 變器控制器在無功功率控制模塊4中加入幅值調(diào)節(jié)積分器43,幅值調(diào)節(jié)積分器43與幅值下 垂控制模塊41組成幅值調(diào)節(jié)器。該幅值調(diào)節(jié)積分器43選擇增益為Kz的積分器（幅值反饋 積分環(huán)節(jié)），將幅值調(diào)節(jié)積分器43作為幅值調(diào)節(jié)器的積分部分，利用幅值下垂控制模塊41 作為復制調(diào)節(jié)器的比例部分，組成PI調(diào)節(jié)器，使得同步逆變器的電壓幅值能夠無靜差地跟 蹤上電網(wǎng)電壓幅值Vg。
[0037] 由W上技術(shù)方案可知，本發(fā)明實施例提供的一種同步逆變器控制器可W實現(xiàn)同步 逆變器輸出電壓的頻率、相位和幅值能夠無靜差地跟蹤上電網(wǎng)電壓，避免并網(wǎng)瞬間進網(wǎng)電 流過大而對同步逆變器造成損害。
[003引在上述同步逆變器控制器的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實施例還提供了一種同步逆變器的預(yù) 同步并網(wǎng)方法，其采用上述同步逆變器控制器，主要包括W下步驟：
[0039]步驟SlOO:將第二開關(guān)SW2擲于電網(wǎng)電壓相位0g偵U，閉合第一開關(guān)SW1，切入 頻率調(diào)節(jié)器的頻率反饋積分環(huán)節(jié)；將第五開關(guān)SW5擲于電網(wǎng)電壓幅值Vg側(cè)，閉合第四開關(guān) SW4,切入幅值調(diào)節(jié)器的電壓反饋積分環(huán)節(jié)； W40] 該步驟的目的是控制同步逆變器輸出的電壓頻率與電網(wǎng)電壓頻率COg相同（為下 面控制相位差減小做準備），控制同步逆變器輸出的電壓幅值與電網(wǎng)電壓幅值Vg相等。其 中，同步逆變器輸出的電壓頻率即參考電壓頻率《，同步逆變器輸出的電壓幅值即參考電 壓幅值E。
[0041] 步驟S200 :閉合第S開關(guān)SW3,控制同步逆變器輸出的電壓相位與電網(wǎng)電壓相位 0g相等；
[0042] 同步逆變器輸出的電壓相位即參考電壓相位0。
[0043] 步驟S300 :若同步逆變器輸出電壓與電網(wǎng)電壓頻率cog、電網(wǎng)電壓幅值Vg及電網(wǎng) 電壓相位0g相等，則閉合并網(wǎng)開關(guān)2,同步逆變器接入電網(wǎng)； W44] 若同步逆變器的輸出電壓與電網(wǎng)電壓頻率《g、電網(wǎng)電壓幅值Vg和電網(wǎng)電壓相位 0g相同，則閉合并網(wǎng)開關(guān)2,使同步逆變器接入電網(wǎng)；在同步逆變器的輸出電壓與電網(wǎng)電 壓頻率Og、電網(wǎng)電壓幅值Vg和電網(wǎng)電壓相位0g相同時，將同步逆變器并入電網(wǎng)可將進網(wǎng) 電流限制在一個較小的范圍，不會對同步逆變器造成損害。
[0045] 步驟S400 :斷開第一開關(guān)SW1、第S開關(guān)SW3和第四開關(guān)SW4,并控制同步逆變器 的輸出功率緩慢增加；
[0046] 該步驟的目的是切出頻率反饋積分環(huán)節(jié)、電壓反饋積分環(huán)節(jié)與相位差減小環(huán)節(jié)， 并緩慢增加有功功率輸入端Pwt的功率輸出，控制同步逆變器的輸出功率緩慢增加。
[0047] 步驟S500 :若同步逆變器的輸出功率增加至額定功率，則將第立開關(guān)SW3擲于給 定電壓頻率on側(cè)，實現(xiàn)頻率下垂控制；將第五開關(guān)SW5擲于給定電壓幅值化側(cè)，實現(xiàn)幅值 下垂控制。
[0048] 該步驟的目的是在同步逆變器接入電網(wǎng)正常運行后，使同步逆變器重新恢復至頻 率下垂控制和幅值下垂控制。
[0049] 同步逆變器脫網(wǎng)相當于同步逆變器并網(wǎng)的逆向過程，即將第二開關(guān)SW2擲于電網(wǎng) 電壓頻率Og側(cè)，將第五開關(guān)SW5擲于電網(wǎng)電壓幅值Vg側(cè)，同時減小有功功率輸入端Pwt的 功率輸出，控制同步逆變器的輸出功率緩慢減小。檢測進網(wǎng)電流是否為零，當進網(wǎng)電流接近 零時，停止減小有功功率輸入端Pwt的功率輸出，并斷開并網(wǎng)開關(guān)2,此時同步逆變器脫出 電網(wǎng)。
[0050] 由W上技術(shù)方案可知，本發(fā)明實施例提供的一種同步逆變器控制器及其預(yù)同步并 網(wǎng)方法可W實現(xiàn)同步逆變器輸出電壓的頻率、相位和幅值能夠無靜差地跟蹤上電網(wǎng)電壓， 避免并網(wǎng)瞬間進網(wǎng)電流過大而對同步逆變器造成損害。
[0051] 需要說明的是，在本文中，諸如"第一"和"第二"等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一 個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示運些實體或操作之 間存在任何運種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意 在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那 些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為運種過程、方法、物品或者 設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不 排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0052]W上所述僅是本發(fā)明的【具體實施方式】，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā) 明。對運些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可W在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的運些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種同步逆變器控制器，包括有功功率控制模塊和無功功率控制模塊，所述有功功 率控制模塊包括頻率下垂控制模塊，所述無功功率控制模塊包括幅值下垂控制模塊，其特 征在于， 所述有功功率控制模塊還包括頻率調(diào)節(jié)積分器，所述頻率調(diào)節(jié)積分器與頻率下垂控制 模塊組成頻率調(diào)節(jié)器，且在頻率調(diào)節(jié)積分器的控制環(huán)路中串入第一開關(guān)，在頻率調(diào)節(jié)器的 輸入端串入第二開關(guān)，所述第二開關(guān)可選擇性地接入電網(wǎng)電壓頻率或給定電壓頻率； 所述有功功率控制模塊還包括相位調(diào)節(jié)器，相位調(diào)節(jié)器的輸入信號為電網(wǎng)電壓相位與 參考電壓相位之間的差值，相位調(diào)節(jié)器的輸出頻率與頻率調(diào)節(jié)器的輸出頻率相加，所述相 位調(diào)節(jié)器的控制環(huán)路中串入第三開關(guān)； 所述無功功率控制模塊還包括幅值調(diào)節(jié)積分器，所述幅值調(diào)節(jié)積分器與幅值下垂控制 模塊組成幅值調(diào)節(jié)器，且在幅值調(diào)節(jié)積分器的控制環(huán)路中串入第四開關(guān)，在幅值調(diào)節(jié)器的 輸入端串入第五開關(guān)，所述第五開關(guān)可選擇性地接入電網(wǎng)電壓幅值或給定電壓幅值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步逆變器控制器，其特征在于，所述頻率調(diào)節(jié)積分器的增 益積分為I。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步逆變器控制器，其特征在于，所述幅值調(diào)節(jié)積分器的增 益積分為K2。4. 一種同步逆變器的預(yù)同步并網(wǎng)方法，采用權(quán)利要求1-3任一項所述的同步逆變器控 制器，其特征在于，所述方法包括： 步驟S100 :將第二開關(guān)擲于電網(wǎng)電壓相位側(cè)，閉合第一開關(guān)，切入頻率調(diào)節(jié)器的頻率 反饋積分環(huán)節(jié)；將第五開關(guān)擲于電網(wǎng)電壓幅值側(cè)，閉合第四開關(guān)，切入幅值調(diào)節(jié)器的電壓反 饋積分環(huán)節(jié)； 步驟S200 :閉合第三開關(guān)，控制同步逆變器輸出電壓相位與電網(wǎng)電壓相位相等； 步驟S300 :若同步逆變器輸出電壓與電網(wǎng)電壓頻率、電網(wǎng)電壓幅值及電網(wǎng)電壓相位相 等，則閉合并網(wǎng)開關(guān)，同步逆變器接入電網(wǎng)； 步驟S400 :斷開第一開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)，并控制同步逆變器的輸出功率緩慢 增加； 步驟S500 :若同步逆變器的輸出功率增加至額定功率，則將第三開關(guān)擲于給定電壓頻 率側(cè)，實現(xiàn)頻率下垂控制；將第五開關(guān)擲于給定電壓幅值側(cè)，實現(xiàn)幅值下垂控制。
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種同步逆變器控制器及其預(yù)同步并網(wǎng)方法，包括有功功率控制模塊和無功功率控制模塊，所述有功功率控制模塊包括頻率下垂控制模塊，所述無功功率控制模塊包括幅值下垂控制模塊，所述有功功率控制模塊還包括頻率調(diào)節(jié)積分器，所述頻率調(diào)節(jié)積分器與頻率下垂控制模塊組成頻率調(diào)節(jié)器；所述有功功率控制模塊還包括相位調(diào)節(jié)器；所述無功功率控制模塊還包括幅值調(diào)節(jié)積分器，所述幅值調(diào)節(jié)積分器與幅值下垂控制模塊組成幅值調(diào)節(jié)器。本發(fā)明實施例提供的一種同步逆變器控制器及其預(yù)同步并網(wǎng)方法可以實現(xiàn)同步逆變器輸出電壓的頻率、相位和幅值能夠無靜差地跟蹤上電網(wǎng)電壓，避免并網(wǎng)瞬間進網(wǎng)電流過大而對同步逆變器造成損害。
【IPC分類】H02J3/38, H02J3/44
【公開號】CN105429174
【申請?zhí)枴緾N201510866501
【發(fā)明人】沈鑫, 閆永梅, 趙丹妮, 李月梅, 曹敏, 周年榮, 張林山, 黃星, 李鵬, 王昕 , 毛天, 常亞東
【申請人】云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月27日