CN102904272A - 具有改善的瞬态事件穿越能力的能量转换系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种能量转换系统。该能量转换系统包括直流母线，网侧变流器，以及电压源控制器。该网侧变流器与直流母线连接，并用于将该直流母线上的直流电转换成交流电。该电压源控制器用于提供控制信号给该网侧变流器，以使得该网侧变流器对转换后的交流电进行调节。该电压源控制器包括用于至少根据功率指令信号和功率反馈信号提供控制信号给该网侧变流器的信号产生单元；用于在发生瞬态事件时，至少根据电流阈值限制该控制信号的限流单元；以及至少根据直流母线电压反馈信号和直流边界电压阈值限制该控制信号的限压单元。本发明还揭示一种控制能量转换系统中网侧变流器运作的方法以及一种光伏发电系统。

Description

具有改善的瞬态事件穿越能力的能量转换系统和方法
技术领域
本发明公开的实施方式涉及能量转换系统和方法，以向电力系统提供电能，特别涉及一种对能量转换系统的瞬态事件穿越能力进行改善的系统和方法。
背景技术
基本而言，在全世界范围内，通过可再生能源发电系统，例如光伏发电系统产生的电能，其所占据的份额越来越大。一般的光伏发电系统包括一个或者多个光伏阵列，其中每个光伏阵列又包括多个相互连接的光伏电池单元，该光伏电池单元可以将太阳辐射能转换成直流电能。为了实现光伏阵列的并网发电，通常会使用变流器系统将光伏阵列产生的直流电能转换成可供电网传输的交流电能。
现有的供光伏发电系统使用的变流器系统的架构有多种形式。其中一种为二级式的结构，其包括一个直流-直流变流器和一个直流-交流变流器。该直流-直流变流器控制从光伏阵列到直流母线间的直流电能的传输。该直流-交流变流器则将输送到直流母线上的直流电能转换成可供电网传送的交流电能。通常，现有的光伏发电系统还具有一个变流器控制模块，其用于通过控制信号控制直流-直流变流器和一个直流-交流变流器的运作，并对各种系统变量，例如直流母线电压，交流电网电压和频率等变量作补偿控制。
随着光伏并网发电系统的快速增长，通过光伏发电系统注入到电网中的电能可能对电网的电压和频率会产生一定的影响，因此，一般的光伏并网发电系统通常会被要求在电网发生瞬态事件时仍然能够按照特定的要求保持连网运作。然而，随之而来的一个问题是，在某些瞬态事件下，光伏发电系统中的网侧变流器(直流-交流变流器)可能会由于流过其中的电流超过硬件本身的承受能力而损坏。另一个伴随而来的问题是，光伏发电系统输出的电能由于电网电压和频率的变动而发生变化，从而导致直流母线处出现功率不平衡。
因此，有必要提供一种改进的能量转换系统和方法以解决上述的技术问题。
发明内容
有鉴于上述提及之问题，本发明的一个方面在于提供一种能量转换系统。该能量转换系统至少包括直流母线，网侧变流器，以及电压源控制器。该直流母线接收直流电。该网侧变流器与直流母线连接，并用于将该直流母线上的直流电转换成交流电。该电压源控制器用于提供控制信号给该网侧变流器，以使得该网侧变流器对转换后的交流电进行调节。该电压源控制器包括信号产生单元，限流单元以及限压单元。该信号产生单元用于至少根据功率指令信号和功率反馈信号提供控制信号给该网侧变流器。该限流单元用于在发生瞬态事件时，至少根据电流阈值限制该控制信号。该限压单元用于在发生该瞬态事件时，至少根据直流电压反馈信号和直流边界电压阈值限制该控制信号。
本发明的另一个方面在于提供一种控制能量转换系统中网侧变流器运作的方法。该方法至少包括如下步骤：至少根据功率指令信号和功率反馈信号为该网侧变流器产生控制信号；在发生瞬态事件时至少根据电流阈值和直流边界电压阈值限制该控制信号；以及将该控制信号作用到该网侧变流器。
本发明的再一个方面在于提供一种光伏发电系统。该光伏发电系统包括光伏电源，直流母线，网侧变流器，以及电压源控制器。该光伏电源用于提供直流电，该直流母线用于接收该光伏电源提供的直流电。该网侧变流器与该直流母线电性连接，该网侧变流器用于将该直流母线上的直流电转换成交流电。该电压源控制器被配置成至少根据功率指令信号和功率反馈信号提供控制信号。在发生瞬态事件时，该网侧变流器被配置成至少根据电流阈值限制该控制信号，以及将该限制后的控制信号作用到该网侧变流器，以在该光伏发电系统经历该瞬态事件时限制该网侧变流器的电流。
本发明提供的能量转换系统，控制能量转换系统中网侧变流器运作的方法以及光伏发电系统，通过根据基于电压源的控制架构，在发生瞬态事件时通过特别设置的电流限制单元限制网侧变流器的电流，或者通过电压限制单元限制直流母线的边界电压，使得能量转换系统的瞬态事件穿越能力得到改善。
附图说明
通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：
图1所示为光伏能量转换系统的一种实施方式的模块示意图。
图2所示为图1所示的网侧控制器的一种实施方式的控制框图。
图3所示为图2所示的有功功率调节器的一种实施方式的详细控制框图。
图4所示为图3所示的有功功率调节器中功率调节器的一种实施方式的详细控制框图。
图5所示为图2所示的有功功率调节器的另一种实施方式的详细控制框图。
图6所示为图5所示的有功功率指令调节单元的一种实施方式的详细控制框图。
图7所示为图2所示的有功功率调节器的另一种实施方式的详细控制框图。
图8所示为图7所示的相位角产生单元的一种实施方式的详细控制框图。
图9所示为图2所示的有功功率调节器的再一种实施方式的详细控制框图。
图10所示为图9所示的直流边界电压控制单元的一种实施方式的详细控制框图。
图11所示为图9所示的相位角产生单元的一种实施方式的详细控制框图。
图12所示为图9所示的直流边界电压控制单元的另一种实施方式的详细控制框图。
图13所示为图9所示的直流边界电压控制单元的又一种实施方式的详细控制框图。
图14所示为图2所示的无功功率调节器的一种实施方式的详细控制框图。
图15所示为图2所示的无功功率调节器的另一种实施方式的详细控制框图。
图16所示为网侧变流器以及电网的一种实施方式的简化电路模型图。
图17所示为在执行图2所示的电流限制单元时的一种实施方式的相量图。
图18所示为图2所示的电流限制单元一种实施方式的详细控制框图。
图19所示为图2所示的电流限制单元另一种实施方式的详细控制框图。
图20所示为图1所示的网侧变流器的另一种实施方式的控制框图。
图21所示为图3所示的有功功率调节器中的功率调节器的另一种实施方式的控制框图。
图22所示为冻结(freezing)或者重置(resetting)能量转换系统中一个或者多个积分元件的方法的一种实施方式的流程图。
具体实施方式
本发明揭露的一个或者多个实施方式涉及具有改善的瞬态事件(Transient Event)穿越能力的能量转换系统和方法。在此所谓的“瞬态事件穿越能力”是指在遇到一个或者多个瞬态事件或者出现一个或者多个故障情况时，能量转换系统仍能够维持其正常运作或者能够恢复并返回正常运作。在此所谓的“瞬态事件”或者“故障情况”是指在能量源侧(例如光伏电源侧)发生的一个或者多个事件或者情况，或者在负载侧(例如电网侧)发生的一个或者多个事件或者状况。更具体而言，本发明基于电压源控制架构或者算法来具体实施并改进上述的瞬态事件穿越能力。在此所谓的“电压源控制(Voltage Source Control，VSC)架构或者算法”是指在一种具体的实施方式中其主要的控制变量包括交流侧电压的幅值指令和相位角指令之相关控制机制。在一些实施方式中，例如，在发生包括低电压穿越事件或者零电压穿越事件等在内的瞬态事件时，可以通过在网侧控制器中执行限流算法或者更具体的相量限流算法，来限制能量转换系统的输出电流。再进一步，在发生包括低电压穿越事件或者零电压穿越事件等在内的瞬态事件时，可以通过在网侧控制器中进一步执行直流边界电压限制算法，将直流母线的电压控制在预定的边界范围内。再者，在一些实施方式中，能量转换系统还可以进行抗饱和(Anti-Windup)设计，也即，在能量转换系统进入瞬态事件或者从瞬态事件恢复的过程中将能量转换系统中的一个或者多个积分器件设置成停止工作，并在瞬态事件恢复完成后对该一个或者多个积分器件进行重置。此外，在具体的光伏能量转换系统的实施方式中，在瞬态事件过程中，可以通过使用光伏电源侧的功率参考信号，例如，最大功率点追踪装置产生的最大功率点功率参考信号，来限制用于产生相位角指令信号的功率指令信号，使得系统得到较佳的功率平衡。
以下将描述本发明的一个或者多个具体实施方式。首先要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，或者为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”或者“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“或者”包括所列举的项目中的任意一者或者全部。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。此外，“电路”或者“电路系统”以及“控制器”等可以包括单一组件或者由多个主动元件或者被动元件直接或者间接相连的集合，例如一个或者多个集成电路芯片，以提供所对应描述的功能。
图1所示为能量转换系统10一种实施方式的模块示意图。在下面的描述中，为了更好的理解本发明的最佳实施方式，能量转换系统10被图示并描述成一种光伏能量转换系统。但是，应当可以理解的是，对于本领域具有通常知识的人员来讲，本发明所披露的一个或者多个实施方式应当不仅仅限制在光伏领域，其中的一些方面应当可以通过类似的方式应用到其他领域，例如，燃料电池发电系统，风能发电系统以及潮汐能发电系统等。
概括而言，该光伏能量转换系统10包括一个光伏变流器模块14。该光伏变流器模块14可以视作连接在光伏电源12和电网18之间的能量转换接口，以用于不同形式能量的转换。详细而言，该光伏变流器模块14被配置成将从光伏电源12输出的直流电压或者电流形式的能量(下文简称为直流电能)转换成适合输入到电系统18的交流电压或者电流形式的能量(下文简称为交流电能)。在一种实施方式中，光伏电源12可以包括一个或者多个光伏阵列，其中每个光伏阵列可以包括多个相互连接的光伏单元，该光伏单元基于光电效应进行太阳能到直流电能的转换。在一种实施方式中，电系统18可以为输送交流电的电网，该光伏能量转换系统10可以被配置成输送额定标准频率的三相交流电到该电网18。
在一种实施方式中，图1所示的光伏变流器模块14基于两级式的架构，其包括光伏侧变流器142(也即靠近光伏电源12侧的变流器)和网侧变流器144(也即靠近电网18侧的变流器)。该光伏侧变流器142可以包括直流-直流变流器，例如升压型直流-直流变流器，其可以升高从光伏电源12的直流输出电压，并将升高后的电压提供给直流母线146。该直流母线146可以包括一个或者多个电容器，用以将直流母线146的直流电压维持在基本恒定的数值，从而可以控制从直流母线146到电网18的能量流动。该网侧变流器144可以包括直流-交流变流器，用以将直流母线146处的直流电压转换成适合交流电网18输送的交流电压。可以理解的是，在其他实施方式中，该光伏变流器模块14也可以基于单级式的架构，也即，其通过一个直流-交流变流器直接将直流母线的直流电压转换成具有适当频率和幅值的交流电压，以供电网18输送。
在一种实施方式中，图1所示的该能量转换系统10进一步包括变流器控制模块16。该变流器控制模块16被配置成调节光伏电源12输出的光伏能量，并调节从网侧变流器144输出的有功功率和无功功率。在一种实施方式中，该变流器控制模块16被配置成包括光伏侧控制器162和网侧控制器164。该光伏侧控制器162被配置成根据各种指令信号和反馈信号发送光伏侧控制信号166给光伏侧变流器142，以调节光伏电源12输出的光伏能量。该网侧控制器164被配置成根据各种指令信号和反馈信号发送网侧控制信号168给网侧变流器144，以调节从网侧变流器144输出的有功功率和无功功率。特别地，如图1所示，为了使得该光伏能量转换系统10具有能够处理瞬态事件或者故障状况之能力，该网侧控制器164还被配置成可以执行限流算法230，以限制网侧变流器144输出端的电流，以及执行限压算法290，以将直流母线146的直流电压控制在一定的界限范围内。该光伏侧变流器162可以包括任何拓扑结构的变流器，例如，半桥式变流器，全桥式变流器以及推挽式变流器。该网侧变流器144可以包括任意拓扑结构的直流-交流变流器，例如，两电平式变流器，三电平式变流器。该光伏侧变流器142和该网侧变流器144可以包括一定数量的半导体开关器件，例如，集成门极换流晶闸管，(Integrated Gate Commutated Thyristors，IGCTs)和绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBTs)。该等开关器件可以在光伏侧控制信号166和网侧控制信号168的作用下被开通或者关断。虽然图1示出了使用两个独立的控制器162，164进行控制，但是在其他实施方式中，应当也可以使用单一的控制器对光伏侧变流器142和网侧变流器144进行控制。
在一种实施方式中，图1所示的能量转换系统10还可以进一步包括光伏侧滤波器22，该光伏侧滤波器22包括一个或者多个容性元件和感性元件，用以滤除从光伏电源12输出的直流电能中的波动分量，并阻止波动信号从光伏侧变流器142流向光伏电源12。该能量转换系统10还可以包括网侧滤波器24，该网侧滤波器24也包括一个或者多个感性元件或者容性元件，以滤除从网侧变流器144输出的三相交流电中的谐波分量。
在一种实施方式中，图1所示的该能量转换系统10可以进一步包括最大功率点追踪(maximum power point tracking，MPPT)装置26。为作示例性之目的，该最大功率点追踪装置26被描绘成位于该变流器控制模块16之外侧。在可替换的实施方式中，该最大功率追踪装置26应当还可以被配置在变流器控制模块16之内部，或者更具体而言，该最大功率追踪装置26被配置在光伏侧控制器162中。在一种实施方式中，该最大功率追踪装置26可以执行通常的扰动观测算法(perturbation and observation algorithm)，以确保在外界环境，例如温度，辐照等发生变化的情形下，光伏电源12始终能向变流器系统14提供最大的输出功率。在一种具体的实施方式中，该最大功率追踪装置26接收由电流传感器28测量并提供的直流电流反馈信号112，并接收由电压传感器32测量并提供的直流电压反馈信号114，其中，该电流传感器28和电压传感器32可以被放置在光伏电源12的输出端。该最大功率追踪装置26通过将该直流电流反馈信号112和该直流电压反馈信号114相乘以得到当前光伏电源12实际输出的光伏功率。该最大功率追踪装置26还将该实际输出的光伏功率和先前计算并存储的光伏功率相比较，以观测在扰动作用下的功率变化。举例而言，如果比较的结果显示功率变化值大于零，那么下一节拍所作的扰动将比照先前的扰动在同一方向进行，反之则改变扰动的方向。该最大功率追踪装置26然后基于上述比较结果，发送电压或者电流参考信号158给光伏侧控制器162，该光伏侧控制器162根据电压或者电流参考信号158调整控制信号166，以实现最大功率点的追踪。可以理解，重复这样的搜索过程，可以识别出光伏电源12的最佳工作点或者靠近最佳工作点附近的工作点。在其他实施方式中，还可以执行包括电导增量法在内的其他算法，以从光伏电源12获得最大的输出功率。
如图1所示，该最大功率追踪装置26还被配置成与网侧控制器164进行通信连接。该最大功率追踪装置26在执行最大功率点搜寻算法时，可以同时产生最大功率参考信号159，并将该最大功率参考信号159提供给网侧控制器164。在一种实施方式中，该最大功率参考信号159被用来限制用于为网侧变流器144产生网侧控制信号168的功率指令信号。因此，可以藉此来协调或者平衡从光伏电源12输出的电能和从变流器系统14输出的电能。
进一步参阅图1，在正常运作时，该能量转换系统10或者更具体而言，该光伏侧控制系统162被配置成负责控制直流母线146上的直流电压。更具体而言，该光伏侧控制器162接收直流电压传感器测量并提供的直流电压反馈信号156，其中，该直流电压传感器放置在直流母线146的输出端。该光伏侧控制器162进一步接收直流电压指令信号292。该光伏侧控制器162根据该直流电压反馈信号156和直流电压指令信号292调整光伏侧控制信号166，以将出现在直流母线146处的直流电压维持在基本恒定的电压值。在可替换的实施方式中，该网侧控制器164也可以被配置成用来负责控制直流母线146处的直流电压。
请继续参阅图1，该能量转换系统10或者更具体而言，该网侧控制器164可以配置成具有处理瞬态事件穿越之能力。例如，在发生特定的瞬态事件或者出现特定的故障时，该网侧控制器164可以执行限流算法，限制网侧变流器144的输出电流，以此确保网侧变流器144内的半导体元器件不受过电流问题的影响。进一步，在发生特定的瞬态事件或者出现特定的故障时，该网侧控制器164可以执行限压算法，以将直流母线146处的直流电压抑制在上限和下限范围内。因此，可以保护直流母线146由于过电压或者欠电压问题所受的影响。关于限流算法和限压算法的更多细节将在下文作详细描述。
图2所示为图1所示的网侧控制器164的一种实施方式的控制框图。图2所示的功能模块可以通过硬件的形式来实现，也可以通过软件的形式来实现，或者通过硬件结合软件的形式来实现。在实际的应用中，该网侧控制器164可以通过微控制器来执行，也可以通过数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)来执行。如图2所示，在图示的实施方式中，该网侧控制器164大致包括有功功率调节器210，无功功率调节器220，电流限制器230，以及信号产生单元240。该有功功率调节器210接收功率指令信号212和功率反馈信号214，并产生相位角指令信号216。该无功功率调节器220接收无功功率指令信号222和无功功率反馈信号224，并产生电压幅值指令信号226。该电流限制器230根据一个或者多个信号，包括反馈电流信号154，反馈电压信号228，最大允许电流阈值信号231以及阻抗值233，对相位角指令信号216和电压幅值指令信号226进行限制。该信号产生单元240根据限制后的相位角指令信号232和限制后的电压幅值指令信号234产生控制信号168。
在图2所示的实施方式中，该有功功率调节器210根据接收的功率指令信号212和功率反馈信号214产生相位角指令信号216，其中，该功率指令信号212代表希望在网侧变流器144输出端和电网18之间传送的功率，其可以由电网运营商给定，而该功率反馈信号214则代表所测量到的在网侧变流器144输出端和电网18之间实际传送的功率。该功率反馈信号214可以通过将网侧电流反馈信号154和网侧电压反馈信号152计算得到，其中，该网侧电流反馈信号154和该网侧电压反馈信号152可以分别通过设置在网侧变流器144输出端和电网18之间的电流传感器34和电压传感器36测量得到。在这里特别要指出的是，通过有功功率调节器210所产生的相位角指令信号216，在具体的实施方式中可以有一些变形。例如，在一种实施方式中，该相位角指令信号216代表网侧变流器144的交流侧电压和电网电压或者临近电网18处一点所取电压之间的相位移或者相位差。在另外一种实施方式中，该相位角指令信号216还可以代表该希望得到的网侧变流器144交流电压的相位。该网侧变流器144交流电压的相位可以通过将网侧电压的相位与上述相位差相加而得。在此所述的网侧变流器144的交流侧电压可以为网侧变流器144输出端的交流电压。在可替换的实施方式中，该网侧变流器144的交流侧电压还可以为在考虑网侧变流器144内部阻抗情形下的内部电压。进一步而言，在一些实施方式中，该网侧变流器144的交流侧电压还可以为从网侧变流器144输出端沿着传输线上任意点量得的电压。
图3所示为图2所示的有功功率调节器210的一种实施方式的详细控制框图。在图示的实施方式中，该有功功率调节器210包括求和元件250，功率调节器260以及相位角产生器270。该求和元件250将该功率指令信号212和功率反馈信号214相减，并提供代表功率指令信号212和功率反馈信号214之间差值的功率误差信号252。该功率误差信号252被提供给功率调节器260，并被功率调节器260用来产生频率指令信号262。该频率指令信号262被提供给相位角产生器270，并被相位角产生器270用来产生相位角指令信号216。
图4所示为图3所示的有功功率调节器210中功率调节器260的一种实施方式的详细控制框图。在图示的实施方式中，该功率调节器260包括比例积分控制器264，其被配置成用于根据功率误差信号252产生频率指令信号262。在一种实施方式中，该频率指令信号262通过求和元件267将比例元件263输出的信号和积分元件265输出的信号求和得到。在图示的实施方式中，该功率调节器260还可以选择性地包括一个补偿单元266，该补偿单元266被用来确保能量转换系统10工作的稳定性。在图示的实施方式中，该补偿单元266包括求和元件268和比例元件269。该求和元件268将频率指令信号262和基频信号271相减而得到频率误差信号272，其中基频信号271可以为输送到电网18的交流电压的额定频率信号，或者通过图8所示的锁相环电路测量得到的实际频率信号。该补偿单元266中的比例元件269给该频率误差信号272提供一个阻尼比例系数D。从该比例元件269输出的信号273被提供给求和元件261，并与该功率误差信号252相减，以提供另外的功率误差信号给积分元件265，以进一步计算频率指令信号262。
图5所示为图2所示的有功功率调节器210的另一种实施方式的详细控制框图。图5所示的控制框图与图3所示的控制框图相类似，其中一个不同之处在于图5还进一步提供有功功率指令调节单元289。该有功功率指令调节单元289被配置成接收功率指令信号212和功率限制信号219，并产生限制后的功率指令信号218。在一种实施方式中，该功率限制信号219为通过最大功率追踪装置26输出的最大功率参考信号159。可以理解，通过在电网发生瞬态事件时对功率指令信号212作限制，可以减少功率调节器260以及相位角产生器270中的积分器件的积分压力。在其他实施方式中，该功率限制信号219也可以为受能量转换系统10自身硬件参数限制而规定的限制信号，其也被提供给有功功率指令调节单元289并对功率指令信号212进行限制。
图6所示为图5所示的有功功率指令调节单元289的一种实施方式的详细控制框图。在图示的实施方式中，该有功功率指令调节单元289包括限制元件274，求和元件276，以及积分元件277。该限制元件274用于接收功率指令信号212，并根据相位角限制信号232和斜坡率控制信号278限制该功率指令信号212。经该限制元件274限制后的功率指令信号275被提供给求和元件276，该求和元件276将该限制后的功率指令信号275与反馈功率信号214相减后，得到代表该功率指令信号275和反馈功率信号214之间差值的功率误差信号279。该功率误差信号279经该积分元件277积分后得到限制后的功率指令信号218。该限制后的功率指令信号218被提供给如图5所示的求和元件250，以用于产生相位角指令信号216。
图7所示为图2所示的有功功率调节器210的又一种实施方式的详细控制框图。图7所示的控制框图与图3和图5所示的控制框图相类似，其中一个不同之处在于，图7还进一步提供有锁相环电路280。该锁相环电路280被配置成接收来自电网18的网侧电压反馈信号152，并根据该网侧电压反馈信号152产生频率参考信号282和相位角参考信号284。该频率参考信号282用于调整上述频率指令信号262，该相位角参考信号284用于调整上述相位角指令信号216，其具体细节将在下文作详细描述。
图8所示为图7所示的相位角产生单元270以及相关的锁相环电路280的一种实施方式的详细控制框图。在图示的实施方式中，该相位角产生单元270包括第一求和元件286，积分元件283以及第二求和元件249。该第一求和元件286将从该功率调节器260(参见图7)接收的频率指令信号262和该频率参考信号282相减，并提供代表该频率指令信号262和频率参考信号282之间差值的频率误差信号281。该频率误差信号281通过积分元件283作积分运算后，产生相移信号285。该相移信号285可以进一步被限制在上限相移阈值和下限相移阈值范围内。该预定的上限相移阈值和下限相移阈值用以被预设或者通过运算得到，以确保该能量转换系统10能够穿越瞬态事件。关于计算上限相移阈值和下限相移阈值的一种实施方式将在下文结合附图18和附图19作详细描述。经过限制后的相移信号285在第二求和元件249中与相位角参考信号284相结合，得到相位角指令信号216。在一种实施方式中，该相位角指令信号216经过上限相移阀值和下限相移阀值被限制在预设的角度范围内。
图9所示为图2所示的有功功率调节器210的再一种实施方式的详细控制框图。图9所示的控制框图与图3，图5和图7所示的控制框图相类似，其中一个不同之处在于，图9还提供有直流边界电压控制单元290。在图示的实施方式中，该直流边界电压控制单元290用于接收直流电压指令信号292和直流电压反馈信号156，并产生相位角修正信号296。该相位角修正信号296被提供给相位角产生单元270，以供该相位角产生单元270利用该相位角修正信号296修正该相位角指令信号216。
图10所示为图9所示的直流边界电压控制单元290的一种实施方式的详细控制框图。在图示的实施方式中，该直流边界电压控制单元290包括电压限制器310，求和元件320，第一逻辑装置340，电压调节器360以及第二逻辑装置380。该电压限制器310设置有上限电压值和下限电压值，以用于对输入的直流电压反馈信号156作限制，并提供限制后的直流电压信号312。该求和元件320将该限制后的直流电压信号312与直流电压反馈信号156相减，以得到直流电压误差信号322。在正常运作时，该直流母线146处的直流电压位于该上限电压值和下限电压值范围内，因此由求和元件320提供的直流电压误差信号322的数值为零。在此情形下，该第一逻辑装置340和该第二逻辑装置380被关断，因此，没有相位角修正信号296被提供给如图9所示的相位角产生单元270。当遇到瞬态事件，例如低电压穿越事件时，由于功率不平衡，该直流母线146处的直流电压可能暂时跌落，而小于上述的下限电压值，或者被推动成大于上述的上限电压值。在此情形下，由该求和元件320提供的直流误差信号322的值不为零，因此，该第一逻辑装置340和该第二逻辑装置380被开通，使得该电压调节器360可以提供相位角修正信号296给相位角产生单元270，关于此部分细节将在下面参考附图11作详细描述。
图11所示为图9所示的相位角产生单元270结合相关的锁相环电路280的一种实施方式的详细控制框图。图11所示的控制框图与图8所示的控制框图相类似，其中一个不同之处在于，在一种实施方式中，该相位角产生单元270还提供有一个求和元件287。该求和元件287将该相位角修正信号296和相移信号285结合，以产生复合相角信号215。在一种实施方式中，该复合相角信号215被直接提供给该求和元件249，以用于产生相位角指令信号216。在另外一种实施方式中，该复合相角信号215被提供给一个限制元件288。该限制元件288被设置成用于将该复合相角信号215限制在上限相位角阈值和下限相位角阈值范围内。在此，限制复合相角信号215的一个目的在于确保该能量转换系统10更可靠地穿越瞬态事件。从限制元件288输出的信号在求和元件249中，与相位角参考信号284结合，以产生相位角指令信号216。
图12所示为图9所示的有功功率调节器210结合直流边界电压控制单元290的另一种实施方式的详细控制框图。图12所示的控制框图与图9所示的控制框图相类似，其中一个不同之处在于，与图10所示之产生相位角修正信号296不同，该直流边界电压控制单元290根据直流电压指令信号292和直流电压反馈信号156产生频率修正信号298。请返回参阅图11，该频率修正信号298被提供给求和元件286，并被用来产生频率频率误差信号281，以及后续产生上述的频率指令信号262和相位角指令信号216。
图13所示为图9所示的有功功率调节器210结合直流边界电压控制单元290的又一种实施方式的详细控制框图。图12所示的控制框图与图9和图12所示的控制框图相类似，其中一个不同之处在于，该直流边界电压控制单元290根据直流电压指令信号292和直流电压反馈信号156产生功率修正信号299。该功率修正信号299被提供给求和元件250，以用来产生功率误差信号252，以及进一步用来产生上述的频率指令信号262和相位角指令信号216。
请返回参阅图2，该网侧控制器164中的无功功率调节器220接收无功功率指令信号222和无功功率反馈信号224，并根据该接收的信号产生电压幅值指令信号226。该无功功率指令信号222代表希望在网侧变流器144输出端和电网18之间传送的无功功率，其可以由电网运营商给定，而该无功功率反馈信号224代表所测量到的在网侧变流器144输出端和电网18之间实际传送的无功功率。该无功功率反馈信号224可以通过将网侧电流反馈信号154和网侧电压反馈信号152计算得到，其中，该网侧电流反馈信号154和该网侧电压反馈信号152可以分别通过设置在网侧变流器144输出端和电网18之间的电流传感器34和电压传感器36测量得到。该电压幅值指令信号226代表希望网侧变流器144的交流侧电压的幅值。在一种实施方式中，该网侧变流器144网侧电压反馈信号为网侧变流器144输出端的交流电压。在可替换的实施方式中，该网侧变流器144交流电压还可以为在考虑网侧变流器144内部阻抗情形下的内部电压。
图14所示为图2所示的无功功率调节器220的一种实施方式的详细控制框图。在图示的实施方式中，该无功功率调节器220包括第一求和元件610，功率(VAR)调节器620，第二求和元件630以及电压调节器640。该第一求和元件610将该无功功率指令信号222和该无功功率反馈信号224相减，以得到代表该无功功率指令信号222和该无功功率反馈信号224之间差值的无功功率误差信号612。该功率调节器620根据该无功功率误差信号612产生网侧电压指令信号622。该网侧电压指令信号622代表电网18或者靠近电网18某一点，例如，公共连接点处所期望得到的电压值。该第二求和元件330将该网侧电压指令信号622和网侧电压反馈信号214相减，得到该表示其差值的电压误差信号632。该电压调节器640根据该电压误差信号632产生该电压幅值指令信号226。
图15所示为图2所示的无功功率调节器220的另一种实施方式的详细控制框图。图15所示的控制框图与图14所示的控制框图相类似，其中一个不同之处在于，图15还提供有无功功率指令调节单元650。该无功功率指令调节单元650被配置成用于根据无功功率限制信号654限制该无功功率指令信号222。该限制后的无功功率指令信号652被进一步用来产生如上结合图14所述的电压幅值指令信号226。使用无功功率指令调节单元650对无功功率指令信号222作限制的一个目的为在电网18发生瞬态事件时，给电网18提供希望的无功电流。
请返回参阅图2，在一种实施方式中，该电流限制器230为一种相量电流限制器，其被配置成给上文结合图3-13描述的有功功率调节器210产生的相位角指令信号216作限制。该相量电流限制器230还被配置成给上文结合图14-15描述的无功功率调节器220产生的电压幅值指令信号226作限制。当电网18发生一个或者多个瞬态事件或者遇到故障状况时，可以根据各种指令或者信号，例如，电流阈值信号231，对相位角指令信号216和电压幅值指令信号226中的任意一者作限制，或者同时对二者作限制。接下来，经过限制后的相位角指令信号232或者电压幅值指令信号234被信号产生单元240用来调整网侧控制信号168(请参阅图1)。因此，在发生瞬态事件或者遇到故障情形时，通过降低或者消除网侧变流器144内半导体由于过电流问题而被损坏的可能性，以使得该能量转换系统10可以穿越该瞬态事件或者故障情形。
接下来，将参考附图16至附图18，对相量电流限制器230如何给相位角指令信号216和电压幅值指令信号226提供限制作详细描述。
图16所示为网侧变流器144结合电网18的一种实施方式的简化电路模型图。在图示的实施方式中，该网侧变流器144被简化成包括内部电压源67和内部阻抗68。该内部电压源67和内部阻抗68连接处为内部输出电压362。内部阻抗68和网侧阻抗72的连接处为端电压364，而电网阻抗364和电网18连接的点被称为网侧电压368。可以理解的是，该端电压364可以通过该网侧电压368和电网阻抗364的电压降365来得到。网侧阻抗72两端的电压降365可以通过将流经网侧阻抗72的电流367与网侧阻抗72相乘得到。在一种实施方式中，该流经网侧阻抗72的电流367可以通过间接调整网侧变流器144的端电压364来进行控制。进一步，在考虑网侧变流器144内部阻抗68的情形下，内部电压362可以通过网侧电压368和在内部阻抗68和网侧阻抗72产生的压降369来得到。在另外一种实施方式中，流经网侧阻抗72和内部阻抗38的电流367也可以通过间接调整网侧变流器144的内部电压362来进行控制。
图17所示为图2所示的电流限制单元230在执行时的一种实施方式的电压相量关系图。更具体而言，图17示出端电压364，网侧电压368以及电压降367之间的相量关系图。在图17中，以虚线圆502表示电压能力曲线。该电压能力圆502的圆心代表网侧电压368的末端点。该电压能力圆502的半径代表允许在网侧阻抗72两端产生的最大压降。该最大允许压降可以通过将最大允许电流与网侧阻抗72相乘而得到。可以理解，在假定网侧电压368稳定，以及最大允许压降的限制条件下，该网侧变流器144的端电压364应当控制其矢量末端点之位置，使其或者落在电压能力圆502的圆周上或者落在电压能力圆502的圆内区域508。因此，端电压364和网侧电压368之间的相位差应当被控制在最大相位角371和最小相位角372之间。该最大相位角371表示坐标轴O-X和虚线504之间的夹角，其中，虚线504从原点O出发并与电压能力圆502的上左部圆周相切。该最小相位角371表示坐标轴O-X和虚线506之间的夹角，其中，虚线506从原点O出发并与电压能力圆502的下左部圆周相切。进一步，还应当控制网侧变流器144的端电压364的幅值，使其幅值位于最大电压阈值和最小电压阈值之间。该最大电压阈值可以表示为从原点出发，沿着O-X轴延伸，并且其矢量末端与电压能力圆502的右部圆周相交的矢量的幅值。该最小电压阈值可以表示为从原点出发，沿着O-X轴延伸，并且其矢量末端与电压能力圆502的左部圆周相交的矢量的幅值。
图18所示为图2所示的相量电流限制单元230一种实施方式的详细控制框图。在图示的实施方式中，该相量电流限制单元230包括第一计算单元410，第二计算单元420以及第三计算单元430。该第一计算单元410被配置成根据最大允许电流信号231和网侧阻抗72的阻抗值233计算最大允许压降412。该最大允许电流信号231可以由网侧变流器144的额定电流参数获得。该阻抗值233可以通过比例积分控制器使用电流误差信号间接得到。该计算的最大允许压降412被提供给第二计算单元420以及第三计算单元430。该第二计算单元420根据最大允许压降412和网侧电压反馈信号228计算出最大相位角信号422和最小相位角信号424。该第三计算单元430根据该最大允许压降412和网侧电压反馈信号228计算出最大电压幅值信号432和最小电压幅值信号434。
图19所示为图2所示的相量电流限制单元230的另一种实施方式的详细控制框图。在图示的实施方式中，从第二计算单元420产生的最大相位角信号422和最小相位角信号424被进一步提供给第三计算单元430，以供第三计算单元430用来计算最大电压幅值指令信号432和最小电压幅值指令信号434。可以理解，先将相位角限制在最大值和最小值之间，可以更容易计算出端电压364的电压幅值阈值。
如上结合图18和图19所作的描述，从相量电流限制单元230得到的最大相位角指令信号422和最小相位角指令信号424被用来对有功功率调节器210产生的相位角指令信号216(参阅图2)作限制，从而产生限制的相位角指令信号232。此外，从相量电流限制单元230得到的最大电压幅值指令信号432和最小电压幅值指令信号434被用来对无功功率调节器220产生的电压幅值指令信号226作限制，从而产生限制的电压幅值指令信号234。该限制的相位角指令信号232和电压幅值指令信号226被提供给信号产生单元240，并被用来为网侧变流器144产生网侧控制信号168。在一种实施方式中，该信号产生单元240可以使用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)单元来产生PWM型控制信号。基于上面的描述，由于至少通过最大允许电流或者电流阈值来调整网侧控制信号168，因此，可以实时调整流出网侧变流器144的电流，从而使得该能量转换系统10避免在穿越瞬态事件时的过电流问题。
图20所示为图1所示的网侧变流器164的另一种实施方式的控制框图。图20所示的控制框图与图2所示的控制框图相类似，其中一个不同之处在于，图20的网侧控制器164中还提供有冻结或者重置单元244。概括而言，该冻结或者重置单元244被配置成在能量转换系统10进入瞬态事件并在从瞬态事件恢复的过程中，将与网侧控制器164相关联的一个或者多个积分器件冻结。该冻结或者重置单元244还被配置成在能量转换系统10从瞬态事件恢复后，重置上述被冻结的一个或者多个积分器件。在一种实施方式中，如图20所示，该冻结或者重置单元244与该有功功率调节器210和该无功功率调节器220相连接。该冻结或者重置单元244接收网侧反馈电压信号228，并通过判断网侧反馈电压信号228的状态，产生冻结信号246，248，以用来冻结与该有功功率调节器210和该无功功率调节器220相关的积分器件。
图21所示为图3所示的有功功率调节器210中的功率调节器260的另一种实施方式的控制框图。图21所示的控制框图与图4所示的控制框图相类似，其中一个不同之处在于，在功率调节器260的比例积分控制器264中还设有两个开关装置336，338。该两个开关装置336，338在冻结信号246的作用下被关断，使比例积分控制器264停止工作。当没有发生瞬态事件或者已从瞬态事件中恢复时，该两个开关装置336，338被开通，因此比例积分控制器264可以执行正常的操作。
图22所示为冻结或者重置能量转换系统中一个或者多个积分器件的方法3000的一种实施方式的流程图。该方法3000可以编程为程序指令或者计算机软件，并保存在可以被电脑或者处理器读取的存储介质上。当该程序指令被电脑或者处理器执行时，可以实现如流程图所示的各个步骤。可以理解，电脑可读的介质可以包括易失性的和非易失性的，以任何方法或者技术实现的可移动的以及非可移动的介质。更具体言之，电脑可读的介质包括但不限于随机访问存储器，只读存储器，电可擦只读存储器，闪存存储器，或者其他技术的存储器，光盘只读存储器，数字化光盘存储器，或者其他形式的光学存储器，磁带盒，磁带，磁碟，或者其他形式的磁性存储器，以及任何其他形式的可以被用来存储能被指令执行系统访问的预定信息的存储介质。
在一种实施方式中，该方法3000可以从步骤3002开始执行。在步骤3002中，检测在能量转换系统输出端和电网之间的某一点的电压的状态。该检测的电压状态可以包括高电压状态，正常电压状态和低电压状态。更具体而言，作为一种非限制性的举例，该高电压状态可以表示网侧电压的数值大于1.1倍的额定电压的情形；该正常电压状态可以表示网侧电压值在0.9倍的额定电压和1.1倍的额定电压之间的情形；而该低电压状态可以表示网侧电压值小于0.9倍的额定电压的情形。
在步骤3004中，判定该检测到的电压是否跌落到小于下限电压值或者增加到大于上限电压值。在一种实施方式中，该下线电压值为0.9倍的额定电压值，该上限电压值为1.1倍的额定电压值。如果该判断步骤所作的判断结果为肯定的结论，其意味着该能量转换系统进入瞬态事件或者正遭遇到故障状况。基于该肯定的结论，该方法流程转向步骤3006。如果该判断步骤所作的判断结果为否定的结论，其意味着该能量转换系统工作在正常状态，那么该方法流程返回到步骤3002，以继续检测网侧电压的状态。
在步骤3006中，在判定出该能量转换系统进入瞬态事件或者遇到故障情形时，冻结指令信号被发出。在一种实施方式，如图20所示，冻结或者重置单元244发送出冻结指令信号246，248，以分别用于冻结与该有功功率调节器210和该无功功率调节器220相关联的一个或者多个积分器件。
在步骤3008中，判定该能量转换系统是否正在从瞬态事件中恢复或者故障状态正在被清除。更具体而言，在一种实施方式中，通过查询该检测到的网侧电压的状态是否从高电压状态转变到正常电压状态或者从低电压状态转变到正常电压状态作判定。如果判定结果为肯定结论，该流程转向步骤3010执行，如果判定结果为否定结论，则该流程再返回到步骤3008执行。
在步骤3010中，第一标志信号被发送。该第一标志信号表明该网侧电压已经回到正常的电压状态。
在步骤3012中，记录代表该网侧电压回到正常的电压状态的持续时间。
在步骤3014中，进一步判断上述记录的持续时间是否大于预设的时间值。在一种实施方式中，作为非限制性的例子，该预设的时间值为10毫秒，当然在其他实施方式中，该预设的时间值可以根据具体的应用加以变更。如果判断的结果为上述持续的时间已经达到该预设的时间，则该流程转向步骤3016执行，如果未达到该预设的时间，则该流程转到步骤3008执行。
在步骤3016中，第二标志信号被发送。该第二标志信号表示网侧电压已经回到正常的电压状态，并且其电压值维持在正常电压一定时间。在此情形下，可以判定该能量转换系统已经确实从电网瞬态事件恢复或者所遭遇的故障已经确实清除。基于在该步骤3010发送的第一标志信号和在该步骤3016发送的第二标志信号，在上述步骤3006中被冻结的关于该能量转换系统的一个或者多个积分器件可以被重置，以进行正常的运作。
在步骤3018中，在从瞬态事件恢复后或者故障状况被清除后，上述第一标志信号被重置，并且上述记录的持续时间也被清空，以用于接下来进一步判定该能量转换系统从瞬态事件或者故障情形的恢复状态。在步骤3018被执行完之后，该流程返回到步骤3002执行，以进一步判定网侧电压的状态。
虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于涵盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (20)

1.一种能量转换系统，其特征在于：该能量转换系统包括：直流母线，网侧变流器，以及电压源控制器；该直流母线接收直流电；该网侧变流器与直流母线连接，并用于将该直流母线上的直流电转换成交流电；该电压源控制器用于提供控制信号给该网侧变流器，以使得该网侧变流器对转换后的交流电进行调节，该电压源控制器包括：信号产生单元，限流单元以及限压单元，该信号产生单元用于至少根据功率指令信号和功率反馈信号提供控制信号给该网侧变流器；该限流单元用于在发生瞬态事件时，至少根据电流阈值限制该控制信号；该限压单元用于在发生该瞬态事件时，至少根据直流电压反馈信号和直流边界电压阈值限制该控制信号。
2.如权利要求1所述的能量转换系统，其特征在于：该能量转换系统还包括最大功率点追踪装置，该最大功率点追踪装置用于产生最大功率点参考信号，其中该电压源控制器还包括功率指令调节单元，该功率指令调节单元用于根据该最大功率点参考信号限制该功率指令信号。
3.如权利要求1所述的能量转换系统，其特征在于：该电压源控制器还包括有功功率调节器，该有功功率调节器用于根据该功率指令信号和该功率反馈信号产生频率指令信号，并将该频率指令信号积分产生相位角指令信号，其中该电压源控制器进一步被配置成使用该相位角指令信号产生该控制信号。
4.如权利要求3所述的能量转换系统，其特征在于：该电压源控制器还包括冻结单元，该冻结单元用于通过判断网侧变流器输出端的电压判定该能量转换系统是否进入瞬态事件或者从瞬态事件恢复，并在该能量转换系统被判定出从瞬态事件恢复之前发出状态指示信号，以用于冻结该有功功率调节单元中的积分器件。
5.如权利要求3中所述的能量转换系统，其特征在于：该限流单元被配置成至少根据该电流阈值和网侧变流器输出端的阻抗计算电压幅值阈值，该限流单元还至少根据该计算的电压幅值阈值和网侧反馈电压计算相位角限制信号，该相位角限制信号用于限制该相位角指令信号。
6.如权利要求3所述的能量转换系统，其特征在于：该能量转换系统进一步包括锁相环电路，该锁相环电路用于根据网侧电压产生频率参考信号或者相位角参考信号，该有功功率调节器用于通过该频率参考信号调节该频率信号并产生该相位角指令信号，或者通过该相位角参考信号调节该相位角指令信号。
7.如权利要求3所述的能量转换系统，其特征在于：该限压单元进一步被配置成根据该直流电压反馈信号和该直流边界电压阈值给该频率指令信号提供频率修正信号，或者给该相位角指令信号提供相位角修正信号。
8.如权利要求1所述的能量转换系统，其特征在于：该电压源控制器进一步包括无功功率调节器，该无功功率调节器用于根据无功功率指令信号和无功功率反馈信号产生电压幅值指令信号，其中该电压源控制器进一步被配置成使用该电压幅值指令信号产生提供给网侧变流器的控制信号。
9.如权利要求8所述的能量转换系统，其特征在于：该电压源控制器进一步包括冻结单元，该冻结单元用于通过判断网侧变流器输出端的电压判定该能量装换系统是否进入瞬态事件或者从瞬态事件恢复，并在该能量转换系统被判定出从该瞬态事件恢复之前发出状态指示信号，以用于冻结该无功功率调节单元中的积分器件。
10.如权利要求8所述的能量转换系统，其特征在于：该限流单元被配置成至少根据该电流阈值和网侧变流器输出端的阻抗计算电压幅值阈值，该限流单元还至少根据该计算的电压幅值阈值和网侧反馈电压计算电压幅值限制信号，该电压幅值限制信号用于限制该电压幅值指令信号。
11.如权利要求8所述的能量转换系统，其特征在于：该限流单元被配置成至少根据该电流阈值和网侧变流器输出端的阻抗计算电压幅值阈值，并至少根据该电压幅值阈值和网侧反馈电压计算相位角限制值，该限流单元还至少根据该计算的相位角限制值和网侧反馈电压计算电压幅值限制信号，该电压幅值限制信号用于限制该电压幅值指令信号。
12.一种控制能量转换系统中网侧变流器运作的方法，其特征在于：该方法至少包括如下步骤：
至少根据功率指令信号和功率反馈信号产生作用到该网侧变流器的控制信号；
在发生瞬态事件时，至少根据电流阈值和直流母线边界电压阈值调整该控制信号；以及
将该调整后的控制信号作用到该网侧变流器。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤：
根据该功率指令信号和该功率反馈信号产生频率指令信号；以及
将该频率指令信号积分产生相位角指令信号，该相位角指令信号用于产生该控制信号。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤：
在判定出该能量转换系统经历该瞬态事件时冻结该能量转换系统中的积分器件；以及
在判定出该能量转换系统从该瞬态事件中恢复时重置该能量转换系统中的被冻结积分器件。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤：
至少根据该电流阈值和该网侧变流器输出端的阻抗计算电压幅值阈值；
至少根据该计算的电压幅值阈值和网侧反馈电压计算相位角限制信号；以及
使用该相位角限制信号限制该相位角指令信号。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤：
根据无功功率指令信号和无功功率反馈信号产生电压幅值指令信号；以及
使用该电压幅值指令信号产生该控制信号。
17.如权利要求12所述的方法，其特征在于：该方法至少包括如下步骤：
至少根据该电流阈值和网侧变流器输出端的阻抗计算电压幅值阈值；
至少根据该计算的电压幅值阈值和网侧反馈电压计算电压幅值限制信号；以及
使用该电压幅值限制信号限制该电压幅值指令信号。
18.如权利要求12所述的方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤：
至少根据该电流阈值和网侧变流器输出端的阻抗计算电压幅值阈值；
至少根据该电压幅值阈值和网侧反馈电压计算相位角限制值；
至少根据该计算的相位角限制值和网侧反馈电压计算电压幅值限制信号；以及
使用该电压幅值限制信号限制该电压幅值指令信号。
19.一种光伏发电系统，其特征在于：该光伏发电系统包括光伏电源，直流母线，网侧变流器，以及电压源控制器；该光伏电源用于提供直流电，该直流母线用于接收该光伏电源提供的直流电；该网侧变流器与该直流母线电性连接，该网侧变流器用于将该直流母线上的直流电转换成交流电；其中，该电压源控制器被配置成至少根据功率指令信号和功率反馈信号产生控制信号，该电压源控制器还被配置成在发生瞬态事件时，至少根据电流阈值限制该控制信号，以及将该限制后的控制信号作用到该网侧变流器，以在该光伏发电系统经历该瞬态事件时限制网侧变流器的电流。
20.如权利要求19所述的光伏发电系统，其特征在于：该电压源控制器还被进一步配置成在发生瞬态事件时，至少根据直流边界电压阈值限制该控制信号，以在该光伏发电系统经历该瞬态事件时限制该直流母线的电压。
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