CN103904929A - 基于下垂特性控制的多机并联系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于下垂特性控制的多机并联系统，其包括：同步信号发生器，用于生成同步信号；多个逆变器模块并联连接，并分别与同步信号发生器相连，每个逆变器模块捕获同步信号，并将同步信号转换为电压相位信号，同时采样自身的电压电流，然后根据电压相位信号实现相位一致；监控模块用于根据每个逆变器模块的电压电流计算其输出功率和系统输出的平均功率，逆变控制器根据输出功率和平均功率之差进行下垂控制以实现对多个逆变器模块的基准电压目标量进行修正。该系统不仅能实现相位高度同步且能保证模块相互独立，确保各模块之间无环流，大大提高供电质量，可靠性高。本发明还提出了一种基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法。

Description

基于下垂特性控制的多机并联系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种基于下垂特性控制的多机并联系统以及一种基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法。

背景技术

随着社会的发展和需求，不中断供电的用电设备容量不断扩大，单台逆变器的扩充性和可靠性都受到了很大的限制，多台逆变器并联的电源系统得到了广泛的应用。多个电源模块并联，分担负载功率，主电路开关器件电流应力大大减小，功率密度大幅提高，可从根本上提高可靠性，降低成本。然而逆变器并联也带来了新的问题，多个逆变器无法保证完全并联稳定无环流运行。

现有技术中，逆变器并联控制技术在处理同步、避免环流问题上主要有以下方案：基于主机同步的主从式控制方案、无互连线的并联控制方案、基于各并联单元基准电压同步的对等式控制方案等。其中，《可并联电源逆变器及逆变器系统和系统的同步控制方法》提供了一种基于主机产生同步信号的主从式并联控制方法；《一种可以无互联线并联工作的三相逆变器及其控制方法》提供了一种无互连线的并联控制方法；《具有可变电流比的正弦波逆变器并联系统》提供了一种基于各并联单元基准电压同步的对等式并联控制方法。

其中，方案一：基于主机同步的主从式控制方案，为有互联线控制。在该并联逆变系统中，选取其中一个可并联逆变器为主机逆变器，其余可并联逆变器为从机逆变器。主机逆变器提供同步信号并通过同步信号总线发送，从机逆变器从同步信号总线接收同步信号，从而使得系统中的所有逆变器能同步工作，整个并联系统的稳定性完全取决于主逆变器的正常运行，对其依赖性较高，一旦该主逆变器因故障而停机，那会导致整个系统将不能正运行。

方案二：无互连线的并联控制方案，为无互联线控制。该方案中的并联逆变系统各单元逆变器没有互联线连接，模块之间相互独立。根据各单元逆变器同步控制器单元自身的相位基准信号θ和并机功率母线电压相位捕获电路的输出θ_ac-line，对本逆变的相位基准信号θ进行同步控制，在保证本逆变与并机功率母线的频率和相位的差值在设定范围内，将本逆变器投入并联运行。投入运行后通过相位下垂调节微调逆变相位θ_syn，实现并联逆变系统相位同步控制。该方案虽无互联线可实现冗余且保证了模块的相互独立性，但需要进行相位同步控制，不仅增加了算法的复杂性，而且难以保证相位高度同步，可能导致较大的环流产生，并联调节速度较慢。

方案三：基于各并联单元基准电压同步的对等式控制方案，为有互联线控制。该方案中各个逆变模块都输出脉冲同步信号，并发送至同步信号处理电路。同步信号处理电路在固定的时间段内接收各并联模块发送的脉冲同步信号并经过处理后，向并联系统同步信号线发送唯一的同步信号，作为各并联模块的总同步信号，各并联模块通过平均电流调节实现并联运行。此方案较方案一避免了对主机的依赖性采用对等式控制，较方案二无需进行相位同步控制，但因为增加了同步相位信号处理电路，增加了系统的复杂性，且由于处理电路的处理速度有限，无法保证同步信号的高精度性，使得系统响应速度较慢。

因此，现有技术存在的缺点是，现有逆变并联方法无法保证各逆变模块相位高度同步或无法保证模块间的相互独立性，可靠性较低。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种基于下垂特性控制的多机并联系统，该系统不仅能实现相位高度同步且能保证模块相互独立，确保各模块之间无环流，大大提高供电质量，可靠性高。

本发明的另一个目的在于提出一种基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法。

为达到上述目的，本发明第一方面的实施例提出的基于下垂特性控制的多机并联系统，包括：同步信号发生器，用于生成同步信号；多个逆变器模块，所述多个逆变器模块并联连接，所述多个逆变器模块分别与所述同步信号发生器相连，每个所述逆变器模块包括：捕获子模块，用于捕获所述同步信号发生器生成的同步信号；逆变控制器，用于将所述同步信号转换为电压相位信号；采样子模块，用于采样所述逆变器模块的电压电流；其中，所述多个逆变器模块根据所述电压相位信号实现相位一致；监控模块，所述监控模块与所述多个逆变器模块相连，用于根据所述每个所述逆变器模块的电压电流计算每个所述逆变器模块的输出功率和系统输出的平均功率，所述逆变控制器根据所述输出功率和所述平均功率之差进行下垂控制以实现对所述多个逆变器模块的基准电压目标量进行修正。

根据本发明实施例的基于下垂特性控制的多机并联系统，不仅能实现相位高度同步且能保证模块相互独立，各逆变器模块均能够在任意时刻投入系统或从系统中切除并且实现输出功率的快速准确均分，确保各模块之间无环流，大大提高供电质量、可靠性和带各种类型恶劣负载运行的能力。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法，包括如下步骤：

所述逆变控制器通过所述捕获子模块捕获所述同步信号发生器生成的同步信号，并将所述同步信号转换为电压相位信号，其中，所述多个逆变器模块根据所述电压相位信号实现相位一致；

所述采样子模块采样相应的所述逆变器模块的电压电流；

所述监控模块根据所述每个所述逆变器模块的电压电流计算每个所述逆变器模块的输出功率和系统输出的平均功率；

所述逆变控制器根据所述输出功率和所述平均功率之差进行下垂控制以实现对所述多个逆变器模块的基准电压目标量进行修正。

根据本发明实施例的基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法，更为简单高效，不仅能实现相位高度同步且能保证模块相互独立，各逆变器模块均能够在任意时刻投入系统或从系统中切除并且实现输出功率的快速准确均分，确保各模块之间无环流，大大提高供电质量、可靠性和带各种类型恶劣负载运行的能力。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的基于下垂特性控制的多机并联系统的方框示意图；

图2为根据本发明一个实施例的基于下垂特性控制的多机并联系统中一个逆变器模块的硬件结构及控制流程示意图；以及

图3为根据本发明另一个实施例的基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的基于下垂特性控制的多机并联系统及其控制方法。

图1为根据本发明一个实施例的基于下垂特性控制的多机并联系统的方框示意图。图2为根据本发明一个实施例的基于下垂特性控制的多机并联系统中一个逆变器模块的硬件结构及控制流程示意图。

结合图1和图2，该基于下垂特性控制的多机并联系统包括同步信号发生器10、多个逆变器模块20和监控模块30。

其中，同步信号发生器10用于生成同步信号。多个逆变器模块20并联连接，并且多个逆变器模块20分别与同步信号发生器10相连。如图2所示，每个逆变器模块20包括捕获子模块(图中未示出)、逆变控制器21和采样子模块(图中未示出)。捕获子模块用于捕获同步信号发生器10生成的同步信号，逆变控制器21用于将同步信号转换为电压相位信号sin_cos，采样子模块用于采样逆变器模块20的电压电流。

在本发明的实施例中，多个逆变器模块20根据电压相位信号sin_cos实现相位一致。

如图1所示，监控模块30与多个逆变器模块20相连，用于根据每个逆变器模块20的电压电流计算每个逆变器模块20的输出功率(P1，Q1)、(P2，Q2)......(Pn，Qn)和系统输出的平均功率(P_avg，Q_avg)，逆变控制器21根据输出功率和平均功率之差进行下垂控制以实现对多个逆变器模块20的基准电压目标量(Udobj’，Uqobj’)进行修正。其中，平均功率(P_avg，Q_avg)通过公式P_avg＝(P1+P2+......+Pn)/n，Q_avg＝(Q1+Q2+......+Qn)/n计算得到。

在本发明的实施例中，需要说明的是，多个逆变器模块20的结构完全相同。

具体地，同步信号发生器10产生高精度周期方波信号，并通过同步信号总线与各逆变器模块20的捕获子模块相连接。其中，为保证信号的可靠性可设置冗余。监控模块30通过通讯总线与每个逆变器模块20的逆变控制器21、采样子模块相连，实时监测各逆变器模块20的电压电流功率、运行状态、告警信息等，并计算各逆变器模块20输出的平均功率(P_avg，Q_avg)。

如图2所示，逆变器模块20还包括直流电源22、三相逆变桥23、交流滤波器24、隔离变压器25。其中，三相逆变桥23为IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块或IPM(Intelligent PowerModule，智能功率模块)类电力电子器件。采样子模块包括电压互感器、电流变换器、电流霍尔、电压过零检测电路等。优选的是，逆变控制器21采用能够对电压电流信息进行高速实时处理的处理器，例如(Digital SignalProcessing，数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等。

在本发明的实施例中，如图2所示，直流电源22接于三相逆变桥23的直流输入侧，三相逆变桥23的输出侧接交流滤波器24，隔离变压器25接于交流滤波器24的输出侧，隔离变压器25的二次侧与交流母线相接，连接负载。具体而言，采样子模块包括接于交流滤波器24前端的第一采样电路，用于采样逆变电感电流(i_Inv_abc)，以及接于隔离变压器25的二次侧的第二采样电路，用于输出交流电压(Uabc)、交流电流(Iabc)。采样子模块还包括接于直流电源22输出端的直流电压电流采样电路。

图3为根据本发明另一个实施例的基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法的流程图。

如图3所示，该基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法包括如下步骤：

S1，逆变控制器通过捕获子模块捕获同步信号发生器生成的同步信号，并将同步信号转换为电压相位信号。其中，多个逆变器模块根据电压相位信号实现相位一致。

也就是说，在本发明的实施例中，逆变控制器通过捕获子模块检测同步信号母线上是否存在同步信号，若有同步信号则将其转换为电压相位信号sin_cos。

S2，采样子模块采样相应的逆变器模块的电压电流。其中，采样子模块包括接于交流滤波器24前端的第一采样电路，用于采样逆变电感电流(i_Inv_abc)，以及接于隔离变压器25的二次侧的第二采样电路，用于输出交流电压(Uabc)、交流电流(Iabc)。采样子模块还包括接于直流电源22输出端的直流电压电流采样电路。并且，采样子模块的输出端分别与逆变控制器和监控模块相连。

S3，监控模块根据每个逆变器模块的电压电流计算每个逆变器模块的输出功率和系统输出的平均功率。

S4，逆变控制器根据输出功率和平均功率之差进行下垂控制以实现对多个逆变器模块的基准电压目标量进行修正。

也就是说，上述基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法包括单机控制与下垂修正控制两部分。

单机控制保证每个逆变器模块均能够独立带载运行。并且单机控制采用基于dq0旋转坐标系的分序控制方法。

三相对称正弦向量在dq0旋转坐标系下进行Park变换可以得到分别位于d、q两轴的直流分量，这两个直流分量分别表征交流量的幅值和频率特性。将电压在dq0同步旋转坐标系的下进行Park变换，基波交流分量变为直流分量Ud、Uq。同理，对电流进行类似分解变换可得电流分量Id、Iq，对三相目标电压进行分解变换可得基准电压目标量(Udobj’、Uqobj’)。

在本发明的一个实施例中，监控模块30还用于计算每个逆变器模块20的输出有功功率和系统输出的平均有功功率，每个逆变控制器21接收监控模块30传递的有功功率和平均有功功率之差并进行PI调节以获得每个逆变器模块20的第一基准电压目标量Uqobj’的修正量ΔUqobj，其中，第一基准电压目标量Uqobj’通过对三相目标电压进行Park变换得到。同样地，监控模块30还用于计算每个逆变器模块20的输出无功功率和系统输出的平均无功功率，每个逆变控制器21接收监控模块30传递的无功功率和平均无功功率之差并进行PI调节以获得每个逆变器模块20的第二基准电压目标量Udobj’的修正量ΔUdobj，其中，第二基准电压目标量Udobj’通过对三相目标电压进行Park变换得到。第一基准电压目标量Uqobj’和第二基准电压目标量Udobj’构成基准电压目标量(Udobj’，Uqobj’)。

在本实施例中，每个逆变控制器21根据基准电压目标量(Udobj’，Uqobj’)和修正量(ΔUdobj，ΔUqobj)获得每个逆变器模块20的电压目标量(Udobj，Uqobj)。

进一步地，每个逆变控制器21根据电压目标量(Udobj，Uqobj)和每个逆变器模块的实际输出电压(Ud，Uq)进行差分后进行PI调节以获得电流目标量(Idobj，Iqobj)，其中，实际输出电压(Ud，Uq)通过对三相实际输出电压(Ua，Ub，Uc)进行Park变换得到。

再进一步地，每个逆变控制器21根据电流目标量(Idobj，Iqobj)和每个逆变器模块20的实际输出电流(Id，Iq)进行差分后进行PI调节，并通过电感前馈解耦以获得电压分量(Vd，Vq)，其中，实际输出电流(Id，Iq)通过对三相实际输出电流(Ia，Ib，Ic)进行Park变换得到。

最后，每个逆变控制器21对电压分量(Vd，Vq)进行坐标变换(即两相/三相变换)获得三相调制波(Uaexe，Ubexe，Ucexe)。接着可以采用普通SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脉冲宽度调制)或者SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉冲宽度调制)方法进行调制并产生驱动信号驱动三相逆变桥23。

也就是说，在本发明的实施例中，下垂修正控制保证各个逆变器模块20的输出功率均分，不产生环流。首先，根据自身输出功率与系统输出平均功率之差进行幅值频率下垂，直接对两个基准电压目标量(Udobj’，Uqobj’)进行修正，避免传统下垂控制对角度和幅值修正的繁琐复杂算法。将通过监控模块30计算出的系统各个输出有功功率平均值与单个输出有功功率做差再进行PI调节得到的值作为基准电压目标量的修正量Δuqobj(此修正量需设定合理的范围)，将此修正量与前述坐标变换得到的第一基准电压目标量Uqobj’相加，得到最终的电压目标量Uqobj；同理，输出无功功率平均值与单个输出无功功率做差再进行PI调节得到的值作为基准电压目标量的修正量ΔUdobj，将此修正量与前述坐标变换得到的第二基准电压目标量Udobj’相加，得到最终的电压目标量Udobj。在功率下垂时采用PI调节可加快系统的响应速度，各单个逆变器模块输出始终跟踪总体平均输出功率，改善功率均分精确度和速度，大大提高逆变器模块带各种类型冲击性负载的能力。

通过对直流量的PI调节即可以实现对电流正负序分量的快速无静差跟踪控制。同时因同步旋转坐标变换而引入的d、q轴之间的耦合项，会使系统d轴的电流变化通过耦合项ωLid而引起q轴电流的变化，q轴的电流变化通过耦合项ωLiq而引起d轴电流的变化，耦合作用强弱与电感大小、输出电流大小和频率成正比。为了消除耦合项对输出电流的影响，加入了电压反馈交叉解耦。

为改善系统的动态和稳态性能采用双环PI控制，分别为输出电压外环和电感电流内环。即言，将给定目标电压与实际输出电压做差分，分别经过PI调节得到内环电流目标Idobj，Iqobj，将电流目标与实际输出电流做差分，再分别经过PI调节，并通过电感前馈解耦项ωLid、ωLiq的作用实现d轴、q轴电流的解耦得到电压分量Vd、Vq，再将Vd、Vq通过dq/abc变换获得三相调制波Uaexe、Ubexe、Ucexe。最后，可以采用普通SPWM或者SVPWM方法进行调制。

在本发明的实施例中，各并联的逆变器模块地位对等，结构完成相同。由于系统各模块采用统一的相位同步信号，任一逆变器模块启动时，均按照预设的电压幅值和频率目标(例如380V、50Hz)运行，各逆变器模块实际输出电压幅值相位之间存在的微小差异能够通过前述下垂修正控制方法实现快速修正，使得基于上述单机控制和下垂修正控制方法使得各逆变器模块均能够在任意时刻投入系统或者从系统中切除，而不对整个并联的逆变系统电压质量造成明显影响，极大地提高了系统供电质量和可靠性。

根据本发明实施例的基于下垂特性控制的多机并联系统，不仅能实现相位高度同步且能保证模块相互独立，各逆变器模块均能够在任意时刻投入系统或从系统中切除并且实现输出功率的快速准确均分，确保各模块之间无环流，大大提高供电质量、可靠性和带各种类型恶劣负载运行的能力。

此外，在本发明的一个实施例中，上述基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法，进一步包括以下步骤：

S10，监控模块计算每个逆变器模块的输出无功功率/有功功率和系统输出的平均无功功率/平均有功功率。

S20，每个逆变控制器接收监控模块传递的无功功率/有功功率和平均无功功率/平均有功功率之差并进行PI调节以获得每个逆变器模块的基准电压目标量(Udobj’，Uqobj’)的修正量(ΔUdobj，ΔUqobj)，其中，基准电压目标量(Udobj’，Uqobj’)通过对三相目标电压进行Park变换得到。

S40，每个逆变控制器根据基准电压目标量(Udobj’，Uqobj’)和修正量(ΔUdobj，ΔUqobj)获得每个逆变器模块的电压目标量(Udobj，Uqobj)。

S50，每个逆变控制器根据电压目标量(Udobj，Uqobj)和每个逆变器模块的实际输出电压(Ud，Uq)进行差分后进行PI调节以获得电流目标量(Idobj，Iqobj)，其中，实际输出电压(Ud，Uq)通过对三相实际输出电压进行Park变换得到。

S60，每个逆变控制器根据电流目标量(Idobj，Iqobj)和每个逆变器模块的实际输出电流(Id，Iq)进行差分后进行PI调节，并通过电感前馈解耦以获得电压分量(Vd，Vq)，其中，实际输出电流(Id，Iq)通过对三相实际输出电流进行Park变换得到。

S70，每个逆变控制器对电压分量(Vd，Vq)进行坐标变换获得三相调制波(Uaexe，Ubexe，Ucexe)。

其中，Park变换为三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换，而dq/abc变换为两相旋转坐标系到三相静止坐标系的变换。

综上所述，在本发明的实施例提出的基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法采用更为简单和高效的下垂控制方法，通过坐标变换将单机交流输出电压基准目标转换直流量Udobj’、Uqobj’，将有功功率平均值与单台输出有功功率做差再进行PI调节得到的值作为电压目标Uqobj’的修正量，将有功功率平均值与单台输出有功功率做差再进行PI调节得到的值作为电压目标Uqobj’的修正量，然后将此修正量与坐标变换得到的目标量相加，得到最终的电压目标量。并且，采用高精度同步信号发生器产生同步信号，保证各逆变器模块相位一致。

根据本发明实施例的基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法，更为简单高效，不仅能实现相位高度同步且能保证模块相互独立，各逆变器模块均能够在任意时刻投入系统或从系统中切除并且实现输出功率的快速准确均分，确保各模块之间无环流，大大提高供电质量、可靠性和带各种类型恶劣负载运行的能力。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，″计算机可读介质″可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种基于下垂特性控制的多机并联系统，其特征在于，包括：

同步信号发生器，用于生成同步信号；

多个逆变器模块，所述多个逆变器模块并联连接，所述多个逆变器模块分别与所述同步信号发生器相连，每个所述逆变器模块包括：

捕获子模块，用于捕获所述同步信号发生器生成的同步信号；

逆变控制器，用于将所述同步信号转换为电压相位信号；

采样子模块，用于采样所述逆变器模块的电压电流；

其中，所述多个逆变器模块根据所述电压相位信号实现相位一致；

监控模块，所述监控模块与所述多个逆变器模块相连，用于根据所述每个所述逆变器模块的电压电流计算每个所述逆变器模块的输出功率和系统输出的平均功率，所述逆变控制器根据所述输出功率和所述平均功率之差进行下垂控制以实现对所述多个逆变器模块的基准电压目标量进行修正。

2.如权利要求1所述的基于下垂特性控制的多机并联系统，其特征在于，所述监控模块还用于计算每个所述逆变器模块的输出有功功率和所述系统输出的平均有功功率，每个所述逆变控制器接收所述监控模块传递的所述有功功率和所述平均有功功率之差并进行PI调节以获得每个所述逆变器模块的第一基准电压目标量Uqobj’的修正量ΔUqobj，其中，所述第一基准电压目标量Uqobj’通过对三相目标电压进行Park变换得到。

3.如权利要求2所述的基于下垂特性控制的多机并联系统，其特征在于，所述监控模块还用于计算每个所述逆变器模块的输出无功功率和所述系统输出的平均无功功率，每个所述逆变控制器接收所述监控模块传递的所述无功功率和所述平均无功功率之差并进行PI调节以获得每个所述逆变器模块的第二基准电压目标量Udobj’的修正量ΔUdobj，其中，所述第二基准电压目标量Udobj’通过对三相目标电压进行Park变换得到。

4.如权利要求3所述的基于下垂特性控制的多机并联系统，其特征在于，每个所述逆变控制器根据所述基准电压目标量(Udobj’，Uqobj’)和修正量(ΔUdobj，ΔUqobj)获得每个所述逆变器模块的电压目标量(Udobj，Uqobj)。

5.如权利要求4所述的基于下垂特性控制的多机并联系统，其特征在于，每个所述逆变控制器根据所述电压目标量(Udobj，Uqobj)和每个所述逆变器模块的实际输出电压(Ud，Uq)进行差分后进行PI调节以获得电流目标量(Idobj，Iqobj)，其中，所述实际输出电压(Ud，Uq)通过对三相实际输出电压进行Park变换得到。

6.如权利要求5所述的基于下垂特性控制的多机并联系统，其特征在于，每个所述逆变控制器根据所述电流目标量(Idobj，Iqobj)和每个所述逆变器模块的实际输出电流(Id，Iq)进行差分后进行PI调节，并通过电感前馈解耦以获得电压分量(Vd，Vq)，其中，所述实际输出电流(Id，Iq)通过对三相实际输出电流进行Park变换得到。

7.如权利要求6所述的基于下垂特性控制的多机并联系统，其特征在于，每个所述逆变控制器对所述电压分量(Vd，Vq)进行坐标变换获得三相调制波(Uaexe，Ubexe，Ucexe)。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

所述逆变控制器通过所述捕获子模块捕获所述同步信号发生器生成的同步信号，并将所述同步信号转换为电压相位信号，其中，所述多个逆变器模块根据所述电压相位信号实现相位一致；

所述采样子模块采样相应的所述逆变器模块的电压电流；

所述监控模块根据所述每个所述逆变器模块的电压电流计算每个所述逆变器模块的输出功率和系统输出的平均功率；

所述逆变控制器根据所述输出功率和所述平均功率之差进行下垂控制以实现对所述多个逆变器模块的基准电压目标量进行修正。

9.如权利要求8所述的基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法，其特征在于，进一步包括：

所述监控模块计算每个所述逆变器模块的输出无功功率/有功功率和所述系统输出的平均无功功率/平均有功功率；

每个所述逆变控制器接收所述监控模块传递的所述无功功率/有功功率和所述平均无功功率/平均有功功率之差并进行PI调节以获得每个所述逆变器模块的基准电压目标量(Udobj’，Uqobj’)的修正量(ΔUdobj，ΔUqobj)，其中，所述基准电压目标量(Udobj’，Uqobj’)通过对三相目标电压进行Park变换得到；

每个所述逆变控制器根据所述基准电压目标量(Udobj’，Uqobj’)和修正量(ΔUdobj，ΔUqobj)获得每个所述逆变器模块的电压目标量(Udobj，Uqobj)。

10.如权利要求9所述的基于下垂特性控制的多机并联系统的控制方法，其特征在于，进一步包括：

每个所述逆变控制器根据所述电压目标量(Udobj，Uqobj)和每个所述逆变器模块的实际输出电压(Ud，Uq)进行差分后进行PI调节以获得电流目标量(Idobj，Iqobj)，其中，所述实际输出电压(Ud，Uq)通过对三相实际输出电压进行Park变换得到；

每个所述逆变控制器根据所述电流目标量(Idobj，Iqobj)和每个所述逆变器模块的实际输出电流(Id，Iq)进行差分后进行PI调节，并通过电感前馈解耦以获得电压分量(Vd，Vq)，其中，所述实际输出电流(Id，Iq)通过对三相实际输出电流进行Park变换得到；

每个所述逆变控制器对所述电压分量(Vd，Vq)进行坐标变换获得三相调制波(Uaexe，Ubexe，Ucexe)。

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