CN104333244B - 基于正序分量的三相逆变器控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于正序分量的三相逆变器控制方法和装置，要解决的技术问题是提高电网发生不对称故障时逆变器的供电质量。本发明的方法包括：提取三相电压正序分量，转换为标幺值，将标幺值与功率参考值进行运算，得到d轴电流参考值和q轴电流参考值，将逆变器的输出电流经过派克变换后与电流参考值进行比较得到差值，经比例积分控制，再经派克反变换，形成三相调制波波形。本发明的装置,设有派克变换和反变换单元,正弦脉宽调制，正序分量提取单元、标幺值单元和恒功率控制单元。本发明与现有技术相比，消除了在不对称故障情况下负序电压对逆变器输出特性的不利影响，简化了控制方法，提高了响应速度，提高了不对称故障时逆变器的供电质量。

Description

基于正序分量的三相逆变器控制方法和装置

技术领域

本发明涉及一种逆变器的控制方法，特别是一种三相逆变器的控制方法。

背景技术

随着分布式电源越来越广泛的并入电网，并网分布式电源的逆变器的控制方法日益受到人们的重视。现有技术的三相逆变器控制方法采用双环比例积分PI控制，其外环根据实际需要控制逆变器直流侧电压、交流侧电压或输出功率等输出特性并向内环提供电流参考信号，内环控制器主要进行精细的调节，用于提高逆变器输出的电能质量，一般动态响应较快。在外环的各种控制目标中，维持逆变器输出有功和无功功率稳定的控制策略(方法)，称为PQ控制，由于能够最大限度地提高分布式电源的利用效率且能够满足配电网的功率需求，从而得到了广泛的应用。三相逆变器典型结构如图1所示，如图2所示，PQ控制过程为：控制器从逆变器出口采集其输出的有功和无功功率信息，将该信息与参考值进行比较，比较的差值经过PI生成内环的参考电流值，此参考电流值再与逆变器出口实际电流值经派克变换后的d、q轴分量进行比较，其差值经PI调节、电压前馈解耦和派克反变换，最后生成正弦脉宽调制SPWM的调制信号(电力系统及其自动化学报,2012年4月，分布式电源并网逆变器典型控制方法综述，王成山,李琰,彭克，第12-20页)。

在母线电压为10.5KV的配电网系统正常运行或发生对称故障时，并网型逆变器的输出电流通PI调节器能够得到快速无差控制。然而，当电网系统发生不对称故障时，电网电压产生负序分量，这会导致外环生成的电流参考值存在二倍频波动，从而使逆变器输出电流中也出现负序分量及大量谐波。另外，现有技术的PI调节器只有在控制对象为直流量时才有良好的跟踪效果，而在电网电压不平衡故障下，采用现有技术PI调节器的并网逆变器的运行性能将会恶化。为了解决这个问题，现有技术对逆变器的控制方法有两种改进：一种方法是仍采用图1所示的双环PI控制结构，但对逆变器出口电压进行正负序分量提取，以正序电压相位作为派克变换和反变换的参考相位，从而使输出电流只包含正序分量。这种方法的不足之处在于逆变器输出功率仍存在二倍频波动，额定功率与输出功率的差值将不能达到稳定，致使功率外环PI控制器的跟踪效果较差。因此，功率采样值需要先经过滤波环节滤除二倍频分量后再作为控制外环的输入信号。然而这种方法增加了PQ控制系统的闭环极点，降低了PQ控制系统稳定性，调节速度较慢并且滤波效果也不理想。另一种方法则不再使用旋转直角坐标系，而是在静止直角坐标系中实现控制策略。为了克服PI调节器不能有效跟踪非直流量的缺陷，采用比例谐振PR调节器。PR调节器与PI调节器的区别是能够跟踪正弦信号，从而简化了控制环节(电工技术学报,2010年12月，不对称电网电压条件下三相并网型逆变器的控制，章玮,王宏胜,任远,胡家兵，贺益康，第103-110页)，其缺点在于PR调节器参数复杂，不便调节，并且一般情况下逆变器输出电流并不能完全平滑无差的跟踪参考电流值，其效果比PI控制的效果差。上述两种方法都存在功率采样值波动、控制环节复杂以及调节时间偏长的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于正序分量的三相逆变器控制方法和装置，要解决的技术问题是提高电网发生不对称故障时逆变器的供电质量。

本发明采用以下技术方案：一种基于正序分量的三相逆变器控制方法，包括以下步骤：

一、从逆变器出口处采集三相电压和三相电流，提取三相电压正负序分量，得到出口电压正序分量；将出口电压正序分量和三相电流有名值转换为标幺值；

二、将出口电压正序分量和三相电流有名值转换为标幺值与功率参考值进行运算：

得到d轴电流参考值i_dref和q轴电流参考值i_qref，对d轴电流参考值i_dref和q轴电流参考值i_qref进行限幅后，作为电流参考值；

三、将逆变器的输出电流经过派克变换后与电流参考值进行比较得到差值；

四、差值经过比例积分PI控制，再经过派克反变换，形成三相调制波波形。

一种基于正序分量的三相逆变器控制装置,设有派克变换和反变换单元,正弦脉宽调制(SPWM)单元,其特征在于:所述基于正序分量的三相逆变器控制装置设有正序分量提取单元、标幺值单元和恒功率控制单元；

所述正序分量提取单元用于将逆变器出口处采集到的三相电压进行正负序分量提取，将电压正序分量输出到标幺值单元；所述提取电压正序分量采用采用克拉克变换矩阵[T_αβ]计算，基于二阶广义积分器的带通滤波器SOGI BP filter的传递；

所述标幺值单元用于将三相电压、电流有名值转换为标幺值，输出到派克变换单元，标幺值转换中功率、电压和电流的基准值取值如下：

S_base、U_base和I_base分别为功率、电压和电流的基准值，U_L-Lrms为逆变器出口线电压的有效值，p_ref为逆变器输出有功功率的额定参考值，Q_ref为分布式电源额定输出的无功功率；将各功率、电压和电流除以各自的基准值输入到派克变换单元；

所述派克变换和反变换单元，派克变换单元用于将逆变器输出的三相电流和标幺值单元输出的三相正序电压标幺值，进行派克变换，将三相电压和三相电流派克变换后的结果输出到恒功率控制单元；派克反变换单元将恒功率控制单元的输出的d、q轴旋转坐标系下的输出信号进行派克反变换形成三相电压调制波信号，输出至正弦脉宽调制SPWM单元；

所述恒功率控制对派克变换单元输出的三相电压派克变换结果，根据设定的额定输出功率，按和i_qref＝0，计算得到d、q轴电流值，再经过限幅环节后作为电流环的电流参考值，将电流参考值与派克变换单元输入的实际电流的d、q轴分量进行比较，将比较的差值进行双环比例积分PI调节、电压前馈补偿和交叉耦合补偿，控制逆变器输出电流的d、q轴分量跟随电流参考值，生成d、q轴旋转坐标系下的输出信号，输入到派克反变换单元；

所述正弦脉宽调制SPWM单元将派克反变换后的三相电压正弦调制波，与三角波发生器生成的三角载波进行比较，输出宽度正比于调制波幅值的矩形波，形成六路控制信号VT1-VT6，分别控制开关器VT1-VT6的通断。

本发明的装置正弦脉宽调制SPWM单元输出六路控制信号VT1-VT6控制开关器VT1-VT6的通断，再经滤波器输出三相正弦电流。

本发明的装置正序分量提取单元中，采用克拉克变换矩阵[T_αβ]计算：

本发明的装置基于二阶广义积分器的带通滤波器SOGI BP filter的传递函数为:ω₀为滤波器的谐振频率、k为阻尼系数，v_α′为该滤波器的输出波形，该波形为正弦波且其频率等于输入波形v_α的基波频率,s为时间。

本发明的装置限幅为经过限值1.5倍额定电流的限幅。

本发明与现有技术相比，当电网发生不对称故障、电压出现负序分量时，用正序电压代替了现有技术的的三相电压对逆变器进行恒功率控制，消除了在不对称故障情况下负序电压对逆变器输出特性的不利影响，电流环的电流参考值直接利用计算和i_qref＝0得到，简化了控制方法，提高了响应速度，逆变器的输出电流具有良好的三相对称效果，无负序分量，并且逆变器具有调节迅速、输出稳定的输出特性，提高了不对称故障时逆变器的供电质量，PQ控制系统稳定且易于调试。

附图说明

图1是现有技术的三相并网逆变器结构示意图。

图2是现有技术的并网逆变器恒功率控制框图。

图3是本发明的电路原理框图。

图4是图3中正序分量提取原理图。

图5是图4中SOGI BP filter原理框图。

图6是派克变换中电压和电流相位关系图。

图7是SPWM结构框图。

图8是用于仿真测试的电网系统的拓扑结构图。

图9-1是未采用正序分量提取控制方法的分布式电源逆变器输出功率的仿真波形图。

图9-2是未采用正序分量提取控制方法的分布式电源逆变器输出电流的仿真波形图。

图9-3是基于正序分量提取的双PI控制方法的分布式电源逆变器输出功率的仿真波形图。

图9-4是基于正序分量提取的双PI控制方法的分布式电源逆变器输出电流的仿真波形图。

图9-5是本发明控制方法分布式电源逆变器输出功率的仿真波形图。

图9-6是本发明控制方法分布式电源逆变器输出电流的仿真波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的方法做进一步详细说明。

本发明方法的基本思路是：对从逆变器出口处采集到的电压进行正负序分量提取，获得出口电压正序分量，将出口电压正序分量与功率参考值运算得到的数值进行限幅后作为电流参考值，然后将逆变器的输出电流经过派克变换后与电流参考值进行比较，差值经过比例积分PI控制后，再经过派克反变换最终形成三相调制波波形。下面对上述思路进行详细地分析。

在正常运行情况下，逆变器输出的三相有功功率和无功功率的瞬时值分别为：

p＝v_ai_a+v_bi_b+v_ci_c (1)

式(1)和式(2)中，p为逆变器输出的三相有功功率瞬时值，q为逆变器输出的三相无功功率瞬时值，v_a、v_b和v_c分别为逆变器出口的三相电压瞬时值，i_a、i_b和i_c分别为逆变器输出的三相电流瞬时值。

为了提高能源的利用效率，大部分逆变器的功率因数都很高，也即基本上只输出有功功率。本发明中所采用逆变器也只输出有功功率，无功功率输出为0。在这种情况下，三相电流和三相电压保持同相位，那么此时逆变器的输出电流i_abc为：

式(3)中，v_abc为逆变器的输出电压，将式(3)进行派克变换，得到在dq旋转坐标系下逆变器输出电流d轴分量i_d：

式(4)中，v_d和v_q分别为逆变器出口电压的d、q轴分量。

为了简化分析，将交流侧电压矢量定向于d轴，则v_q＝0，故式(4)可简化为：

由式(5)可以看出，在dq旋转坐标系中，并网逆变器输出的有功功率直接受其d轴电流影响。逆变型分布式电源通常采用电流型控制方法，能够直接控制其输出电流。因此，通过控制逆变器的输出电流使其跟踪电流参考值即可实现逆变型分布式电源输出的有功功率跟随功率参考值。

当电网系统发生三相不对称故障时，线路及逆变器出口处电压将出现负序分量，如果此时仍然直接采集电网系统电压进行派克变换并以此计算电流参考值，将使得逆变器的输出效果严重恶化。为此，本发明的方法将采集到的逆变器出口处电压进行正负序提取，将提取的正序电压输入到控制器计算电流参考值。当电网系统正常运行或发生三相对称故障时，提取得到的正序电压即为逆变器出口处实际电压，而在电网系统发生不对称故障时，由于PQ控制环节中不存在负序分量，逆变器输出电流依然能够保持三相对称。

当电网系统发生不对称故障时，逆变器的输出功率为(1、电力系统自动化,2007年第14期，不平衡电压下双馈异步风力发电系统的建模与控制，胡家兵,贺益康,郭晓明,年珩，第47-56页；2、Song H,Nam K.Dual current control scheme for PWM converterunder unbalanced input voltage conditions[J].Industrial Electronics,IEEETransactions on,1999,46(5):953-959。工业电子学汇刊，1999年第46期，不平衡输入电压情况下PWM换流器的双环控制策略，Song H,Nam K，第953-959页。)：

其中

式(6)、式(7)和式(8)中，p₀为逆变器输出有功功率的直流分量的幅值，p₁和p₂为逆变器输出有功功率二倍频分量的幅值，q₀为逆变器输出无功功率的直流分量的幅值，q₁和q₂为逆变器输出无功功率二倍频分量的幅值，ω₁为电网系统频率，v_d ^±、v_q ^±、i_d ^±和i_q ^±分别为逆变器出口电压和输出电流d、q轴分量的正、负序分量。

本发明中逆变器输出的无功功率为零，因此上式中v_q ^±、i_q ^±均为零。另外，逆变器的输出电流只含有正序分量，因此i_d ^-也为零。故式(7)和式(8)化简为：

将式(9)和式(10)代入式(6)，得到基于正序分量控制的逆变器输出的有功和无功功率为：

由式(11)可知，基于正序分量控制方式下，逆变器输出的无功功率会在0附近二倍频波动，而有功功率会在其额定参考值附近二倍频波动，也即：

p＝p_ref+v_d ^-i_d ⁺cos2ω₁t (12)

式(12)中，p_ref为逆变器输出有功功率的额定参考值，该值根据分布式电源的实际发电能力和控制目标设定。

由式(12)可得d、q轴电流参考值为：

式(13)中，i_dref和i_qref分别为电流d轴和q轴的参考值。

另外，由于电力电子器件的耐压和过载能力的限制，逆变器的最大输出电流一般为其额定电流的1.5倍，故在求得电流参考值之后，需要对其进行限幅，即在PQ控制环节中电流参考值需先经过限值为1.5倍额定电流的限幅器才能进入下一步的派克变换环节。

本发明的基于正序分量的三相逆变器控制方法，包括以下步骤：

一、从逆变器出口处采集三相电压，提取正负序分量，得到出口电压正序分量。

二、将出口电压正序分量与功率参考值进行按式(13)运算，得到的电流d轴参考值i_dref，对i_dref进行限幅后，作为电流参考值。

三、将逆变器的输出电流经过派克变换后与电流参考值进行比较得到差值。

四、差值经过比例积分PI控制，再经过派克反变换，形成三相调制波波形。

如图3所示，本发明的基于正序分量的三相逆变器控制装置,用于实现本发明的方法,包含以下五个部分：1)正序分量提取单元；2)标幺值单元；3)派克变换和反变换单元；4)恒功率控制单元；5)SPWM调制单元。

1)如图4所示,正序分量提取单元用于将逆变器出口处采集到的三相电压进行正负序分量提取，并将其中的电压正序分量输出到标幺值单元。三相电压由现有技术的电压采集装置采集，可以按现有技术的方法(Rodriguez P,Timbus A V,Teodorescu R,etal.Flexible active power control of distributed power generation systemsduring grid faults[J].Industrial Electronics,IEEE Transactions on,2007,54(5):2583-2592,工业电子学汇刊，2007年第54期，电网故障期间分布式发电系统的柔性有功功率控制，Rodriguez P，Timbus A V，Teodorescu R等，第2583-2592页)，提取电压正序分量。提取电压正序分量采用电力系统实时数字仿真器RTDS(Real Time Digital Simulator),RSCAD仿真系统实现。

在正序分量提取单元中，[T_αβ]为克拉克变换矩阵，具体为：

如图5所示，基于二阶广义积分器的带通滤波器(SOGI BP filter)的传递函数为:其中ω₀为滤波器的谐振频率、k为阻尼系数，v_α′为该滤波器的输出波形，该波形为正弦波且其频率等于输入波形v_α的基波频率,s为时间。

2)标幺值单元，用于将三相电压、电流有名值转换为标幺值，输出到派克变换单元，使得恒功率控制单元生成的调制波的幅值不大于三角波发生器生成的载波幅值，从而实现有效的SPWM调制。完成标幺值转换，采用电力系统实时数字仿真器RTDS(Real TimeDigital Simulator),RSCAD仿真系统实现。由于三角波发生器生成的三角波载波的幅值设为固定值1，故调制波幅值应不大于1，这就需要对从逆变器出口处采集到的三相电压、电流参数进行标幺计算，从而使得调制波幅值小于或等于1，以满足逆变器控制环节的要求。在标幺值单元转换中功率、电压和电流的基准值取值如下：

式(15)中，S_base、U_base和I_base分别为功率、电压和电流的基准值，U_L-Lrms为逆变器出口线电压的有效值，p_ref为逆变器输出有功功率的额定参考值，Q_ref为分布式电源额定输出的无功功率，该值根据分布式电源的发电能力和配电网的实际情况提前选定,S_base为分布式电源额定输出的总功率，

选定基准值后，需将各电气量功率、电压和电流除以各自的基准值才能输入到派克变换单元，在这个过程中需要注意单位制的转换。

3)派克变换和反变换单元，为了使电流环PI调节器能够有效跟踪电流参考值，需对三相电流和三相正序电压标幺值进行派克变换，将交流变化的电气量变换为旋转直角坐标系下的直流量。派克变换和反变换采用电力系统实时数字仿真器RTDS(Real TimeDigital Simulator),RSCAD仿真系统实现。派克变换单元用于将逆变器输出的三相电流和标幺值单元输出的三相正序电压标幺值，进行派克变换，并将三相电压和三相电流派克变换后的结果输出到恒功率控制单元。派克反变换单元将恒功率控制单元的输出结果进行派克反变换以形成三相调制波信号。

逆变器出口处电压的正序分量在电网系统正常运行或发生故障的情况下均为三相对称，设正序电压角频率为ω，正序电压A相初相角为E为正序电压的有效值，则三相正序电压的瞬时值为：

对式(16)所表示的三相电压的瞬时值进行派克变换，可得：

其中

式(18)中，θ为派克变换的参考相位角，θ＝ωt+θ₀，θ₀为派克变换矩阵中的初相角。

将代入式(17)中计算可得：

化简可得：

在dq轴坐标平面上，电压和电流的关系如图6所示，其中有功分量、无功分量的下标用P、Q表示，dq轴分量的下标用d、q表示。电压矢量与d轴的夹角为 为电压矢量相对于a轴的夹角,电流矢量与d轴的夹角为 为电流矢量与a轴的夹角,电压矢量和电流矢量的夹角为因此可得：

为了便于PQ解耦控制，即利用经过派克变换后的电流d、q轴分量分别控制逆变器输出的有功功率和无功功率，选d轴方向为电压合成矢量的方向，则式(20)计算结果为：

若要满足此条件，则需满足：

锁相环能够获得初始时刻A相电压的初相角从而能够得到派克变换矩阵中的初相角θ₀。

4)恒功率控制单元如图3所示，对派克变换单元输出的三相电压派克变换结果，根据预先设定的额定输出功率，通过式(13)和i_qref＝0，计算得到d、q轴电流值，此电流值经过限幅环节后作为电流环的电流参考值，电流参考值与派克变换单元输入的实际电流的d、q轴分量进行比较，将比较的差值进行PI调节、电压前馈补偿和交叉耦合补偿，控制逆变器输出电流的d、q轴分量跟随电流参考值，生成d、q轴旋转坐标系下的输出信号，并将此信号输入到派克反变换单元，经过派克反变换后作为SPWM调制的三相电压正弦调制波(调制波)。预先设定的额定输出功率为p_ref和Q_ref，电压前馈补偿和交叉耦合补偿的目的为将d、q轴分量解耦(电力系统及其自动化学报,2012年第2期，分布式电源并网逆变器典型控制方法综述，王成山,李琰,彭克，第13-20页)。恒功率控制采用电力系统实时数字仿真器RTDS(Real Time Digital Simulator),RSCAD仿真系统实现。

5)SPWM调制单元的SPWM调制方法为现有技术，如图7所示，派克反变换单元生成的三相电压正弦调制波与三角波发生器生成的三角载波进行比较，比较器输出宽度正比于调制波幅值的矩形波，形成六路控制信号VT1-VT6，分别控制图1中开关器件VT1-VT6的通断。经滤波器输出三相正弦电流。SPWM调制单元中，三角波发生器、开关器件VT1-VT6、滤波器和比较器采用电力系统实时数字仿真器RTDS(Real Time Digital Simulator),RSCAD仿真系统实现。

下面对本发明的方法进行仿真测试，并比较在电网系统发生不对称故障的情况下，本发明的方法与现有技术的控制方法以及双PI正序控制方法的优劣。含分布式电源配电网的拓扑结构如图8所示，电网系统基准电压为10.5kV，线路参数为R₁＝0.27Ω/km，X₁＝0.347Ω/km，逆变器接入到C母线，f₁处在0.2s时发生AB相间故障。本实施例的三相逆变器控制电网系统各参数如下：额定功率P_ref＝200kW；电流环P＝10，电流环I＝100；逆变器侧滤波器电感L₁＝0.8mH，电网系统侧滤波电感L₂＝0.4mH，滤波电容C＝40μF，阻尼电阻R＝1Ω；三角波发生器频率3900Hz。基于不同控制方法的逆变器的输出功率以及电流波形如图9-1至图9-6所示。

当电网系统正常运行时，基于三种控制方法的逆变器的输出特性一致，均能使得输出的有功功率和无功功率稳定在预设值，并且能够输出三相对称的电流。当电网系统在0.2s发生AB相间故障时，现有技术的逆变器输出的功率和电流波形分别如图9-1和图9-2所示，其有功功率和无功功率波形均发生畸变，不能维持恒定或二倍频波动，且其输出电流的波形不对称性非常明显，输出电流存在负序分量和大量谐波。采用基于正序分量的双PI控制的逆变器输出的功率和电流波形分别如图9-3和图9-4所示，由图中可以看出，采用基于正序分量的控制方法后，逆变器输出的三相电流波形的对称性较图9-2有明显改善，但仍具有一定的不对称度。另外，在故障发生后，逆变器输出的有功功率需经过一定的调节时间才能够在额定值附近以二倍频率小幅波动，这主要是由于功率外环PI环节的调节作用造成了延迟。图9-5和图9-6为采用本发明的方法的逆变器输出的功率和电流波形。由图可以看出，不对称故障发生后，逆变器输出的有功功率能够迅速实现在额定值附近以二倍频率小幅波动，并且其输出的三相电流波形的对称程度也明显好于图9-2和图9-4中所示的逆变器的输出电流波形。综上所述，通过建模仿真以及对采用不同控制方法的逆变器在不同故障情况下输出功率和电流波形的对比，验证了本发明的方法的有效性和优越性。

本发明的方法，具有的技术效果是：首先，当电网系统正常运行或发生对称故障并且故障位置相对分布式电源接入点较远时，能够快速准确地调节逆变器的输出功率为预设的额定值，当电网系统发生对称故障并且故障位置较近时，限流环节发挥作用，逆变器的输出功率减小，最大输出电流为其额定值的1.5倍；其次，当电网系统发生不对称故障时，逆变器的三相输出电流具有良好的对称性，并且谐波含量小；最后，电流内环的参考电流值利用功率参考值、逆变器出口处电压正序分量和电流参考值之间的关系直接计算得到，一方面简化了整个电网系统的控制环节，减少了闭环极点，使得控制电网系统更加稳定且易于调试，另一方面使得电流参考值能够根据逆变器出口处正序电压分量的大小“零延迟”变化，提高了电网系统的响应速度，控制系统更加稳定且易于调试。

本发明用正序电压代替了现有技术的三相电压对逆变器进行恒功率控制，消除了在不对称故障情况下负序电压对逆变器输出特性的不利影响；恒功率控制单元中电流环的电流参考值直接利用公式和i_qref＝0计算得到，简化了控制防范，提高了响应速度，当系统发生不对称故障时逆变器输出电流的对称性更佳。

Claims (6)

1.一种基于正序分量的三相逆变器控制方法，包括以下步骤：

一、从逆变器出口处采集三相电压和三相电流，提取三相电压正负序分量，得到出口电压正序分量；将出口电压正序分量和三相电流有名值转换为标幺值；

二、将出口电压正序分量和三相电流有名值转换为标幺值与功率参考值进行运算：

$\left\{\begin{array}{c}{i}_{dref}={i_d}^{+}=\frac{p_{ref}}{{v_d}^{+}}\\ i_{qref}=0\end{array}\right.$

得到d轴电流参考值i_dref和q轴电流参考值i_qref，对d轴电流参考值i_dref和q轴电流参考值i_qref进行限幅后，作为电流参考值；p_ref为逆变器输出有功功率的额定参考值,分别为逆变器出口电压和输出电流d轴分量的正序分量；

三、将逆变器的输出电流经过派克变换后与电流参考值进行比较得到差值；

四、差值经过比例积分(PI)控制，再经过派克反变换，形成三相调制波波形；

所述基于正序分量的三相逆变器控制方法采用以下装置实现，设有派克变换和反变换单元,正弦脉宽调制(SPWM)单元,正序分量提取单元，标幺值单元和恒功率控制单元；

所述正序分量提取单元用于将逆变器出口处采集到的三相电压进行正负序分量提取，将电压正序分量输出到标幺值单元；提取电压正序分量采用克拉克变换矩阵计算，基于二阶广义积分器的带通滤波器(SOGI BP filter)进行传递；

所述标幺值单元用于将三相电压正序分量和三相电流有名值转换为标幺值，输出到派克变换单元，标幺值转换中功率、电压和电流的基准值取值如下：

S_base、U_base和I_base分别为功率、电压和电流的基准值，U_L-Lrms为逆变器出口线电压的有效值，p_ref为并网分布式电源的逆变器输出有功功率的额定参考值，Q_ref为分布式电源额定输出的无功功率；将各功率、电压和电流除以各自的基准值输入到派克变换单元；

派克变换单元用于将逆变器输出的三相电流和标幺值单元输出的三相正序电压标幺值，进行派克变换，将三相正序电压标幺值和三相电流派克变换后的结果输出到恒功率控制单元；派克反变换单元将恒功率控制单元的输出的d、q轴旋转坐标系下的输出信号进行派克反变换形成三相电压调制波信号，输出至正弦脉宽调制(SPWM)单元；

所述恒功率控制对派克变换单元输出的三相电压派克变换结果，根据设定的额定输出功率，按和i_qref＝0，计算得到d、q轴电流参考值，再经过限幅环节后作为电流环的电流参考值，将电流参考值与派克变换单元输出的实际电流的d、q轴分量进行比较，将比较的差值进行双环比例积分(PI)调节、电压前馈补偿和交叉耦合补偿，控制逆变器输出电流的d、q轴分量跟随电流参考值，生成d、q轴旋转坐标系下的输出信号，输入到派克反变换单元；

所述正弦脉宽调制(SPWM)单元将派克反变换后的三相电压正弦调制波，与三角波发生器生成的三角载波进行比较，输出宽度正比于调制波幅值的矩形波，形成六路控制信号(VT1-VT6)，分别控制开关器件的通断。

2.一种基于正序分量的三相逆变器控制装置,设有派克变换和反变换单元,正弦脉宽调制(SPWM)单元,其特征在于:所述基于正序分量的三相逆变器控制装置设有正序分量提取单元、标幺值单元和恒功率控制单元；

所述正序分量提取单元用于将逆变器出口处采集到的三相电压进行正负序分量提取，将电压正序分量输出到标幺值单元；提取电压正序分量采用克拉克变换矩阵计算，基于二阶广义积分器的带通滤波器(SOGI BP filter)进行传递；

所述标幺值单元用于将三相电压正序分量和三相电流有名值转换为标幺值，输出到派克变换单元，标幺值转换中功率、电压和电流的基准值取值如下：S_base、U_base和I_base分别为功率、电压和电流的基准值，U_L-Lrms为逆变器出口线电压的有效值，p_ref为并网分布式电源的逆变器输出有功功率的额定参考值，Q_ref为分布式电源额定输出的无功功率；将各功率、电压和电流除以各自的基准值输入到派克变换单元；

派克变换单元用于将逆变器输出的三相电流和标幺值单元输出的三相正序电压标幺值，进行派克变换，将三相正序电压标幺值和三相电流派克变换后的结果输出到恒功率控制单元；派克反变换单元将恒功率控制单元的输出的d、q轴旋转坐标系下的输出信号进行派克反变换形成三相电压调制波信号，输出至正弦脉宽调制(SPWM)单元；

所述恒功率控制对派克变换单元输出的三相电压派克变换结果，根据设定的额定输出功率，按和i_qref＝0，计算得到d、q轴电流参考值，再经过限幅环节后作为电流环的电流参考值，将电流参考值与派克变换单元输出的实际电流的d、q轴分量进行比较，将比较的差值进行双环比例积分(PI)调节、电压前馈补偿和交叉耦合补偿，控制逆变器输出电流的d、q轴分量跟随电流参考值，生成d、q轴旋转坐标系下的输出信号，输入到派克反变换单元；

所述正弦脉宽调制(SPWM)单元将派克反变换后的三相电压正弦调制波，与三角波发生器生成的三角载波进行比较，输出宽度正比于调制波幅值的矩形波，形成六路控制信号(VT1-VT6)，分别控制开关器件的通断。

3.根据权利要求2所述的基于正序分量的三相逆变器控制装置,其特征在于：所述正弦脉宽调制(SPWM)单元输出六路控制信号(VT1-VT6)控制开关器件的通断。

4.根据权利要求2所述的基于正序分量的三相逆变器控制装置,其特征在于：所述正序分量提取单元中，采用克拉克变换矩阵计算：

$\[T_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}\]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\end{array}\right].$

5.根据权利要求2所述的基于正序分量的三相逆变器控制装置,其特征在于：所述基于二阶广义积分器的带通滤波器(SOGI BP filter)的传递按传递函数:ω₀为滤波器的谐振频率、k为阻尼系数，v_α′为该滤波器的输出波形，该波形为正弦波且其频率等于输入波形v_α的基波频率,s为时间。

6.根据权利要求2所述的基于正序分量的三相逆变器控制装置,其特征在于：所述限幅为经过限值1.5倍额定电流的限幅。