CN104410097A - 微网逆变器及其并网和离网的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微网逆变器及其并网和离网的控制方法，所述方法如下：支撑微网电压频率的可调度微网逆变器在并网和离网时工作在不同的控制模式，当微网并网或离网运行时，中央控制器控制可调度微网逆变器工作在PQ控制模式、下垂控制模式或虚拟同步发电机控制模式，按照微网中央控制器的要求向大电网输送或者吸收电力；微网在孤岛运行模式时，要求可调度微网逆变器对外表现出电压源特性，可以支撑电网电压频率，主从控制结构的微网中，可调度微网逆变器工作在VF控制模式，在对等控制的微电网中，采用下垂控制或者虚拟同步发电机控制。所述方法能够根据微网实际运行条件控制逆变器工作在不同的控制模式，提高了微电网运行的安全性和可靠性。

Description

微网逆变器及其并网和离网的控制方法

技术领域

本发明涉及由两个或两个以上发电机、变换器或变压器对1个网络并联馈电的方法技术领域，尤其涉及一种微网逆变器并网和离网的控制方法。

背景技术

微网是解决大规模分布式发电接入电网的有效途径，是近些年来分布式发电领域的研究热点。微网中包含多种微源，交流微网中各种微源均通过逆变器并入微网，因此逆变器设计和控制是微网研究的重要方向。分布式发电是近十年来发展迅速的领域，目前市场上具有多种技术成熟的逆变器，包括光伏逆变器、发电逆变器、储能逆变器等，这些逆变器多开放协议，具有外部控制接口，光伏逆变器和风电逆变器可以直接接入微电网应用，但是作为微电网中关键性的设备，储能逆变器目前没有能够适用于微电网的产品。微电网是一种具有高度自治能力的小型电力系统，微电网可以工作在孤岛运行模式和联网运行模式，以及在孤岛和联网模式之间自由切换，这些特性使得微电网对微网逆变器具有特殊要求，有必要针对微网的特殊要求，研制一种适用于微电网的，具有多种运行模式，运行模式之间可以自由切换的微网多功能逆变器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种微网逆变器及其并网和离网的控制方法，所述逆变器和控制方法能够根据微网实际运行条件控制逆变器工作在不同的控制模式，提高了微网运行的安全性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种微网逆变器，包括IGBT三相全桥逆变器主电路和位于所述主电路上的LC滤波器，其特征在于：所述逆变器还包括电流检测装置、电压检测装置、温度采样装置、采样调理电路、中央控制器、PWM调制单元以及驱动单元，所述电流检测装置用于检测逆变器的桥臂电流和输出电流，电压检测装置用于检测逆变器的滤波器电容电压和输出电压，温度采样装置用于检测散热器的温度以及变压器和滤波电感的温度，采样调理电路用于将电流检测装置、电压检测装置和温度采样装置采集到的电压、电流及温度信号进行处理和调理；中央控制器接收采样调理电路处理后的数据，并对输入的数据进行处理，根据输入的数据使用不同的算法使逆变器工作在PQ控制模式、下垂控制模式、虚拟同步发电机控制模式或VF控制模式，在不同的模式下通过控制中央控制器的算法计算出IGBT三相全桥逆变器主电路种IGBT的占空比，发送给PWM调制单元进行信号调制，并通过驱动单元对IGBT的通断进行控制，从而控制逆变器输出电压或输出电流。

进一步的技术方案在于：所述逆变器还包括本地通讯接口、远程通讯接口和控制面板，本地通讯接口连接监控面板，用户可以通过监控面板实现开关机控制，以及查看实时运行信息和设置控制参数，远程通讯接口与微网中央控制器相连，实现逆变器与微网中央控制器之间运行参数和控制参数的交互，微网中央控制器利用远程通讯接口对微网逆变器进行开关控制、运行模式选择以及实现功率调度控制。

本发明还公开了一种微网逆变器并网和离网的控制方法，其特征在于：逆变器中的中央控制器通过采集逆变器输出的电压和电流，控制逆变器在并网和离网时工作在不同的控制模式，当微网并网或离网运行时，中央控制器控制逆变器工作在PQ控制模式、下垂控制模式或虚拟同步发电机控制模式，按照微网中央控制器的要求向大电网输送或者吸收电力；当微网在孤岛运行模式时，要求可调度微网逆变器对外表现出电压源特性，可以支撑电网电压频率，主从控制结构的微网中，逆变器工作在VF控制模式，在对等控制的微电网中，逆变器采用下垂控制或者虚拟同步发电机控制。

进一步的技术方案在于：所述PQ控制是指恒功率控制，中央控制器控制微网逆变器输出的有功功率和无功功率等于其参考功率，微网逆变器采样输出滤波器电感电流，通过调理电路和采样电路调理后，送到微网逆变器的中央控制器中和电流参考值比较，参考电流值和反馈电流值之差送到电流调节器，电流调节器计算出逆变器的电压调制信号，通过SPWM发波模块调制出IGBT触发脉冲，控制逆变器中IGBT的开关，保证输出电感电流能误差跟踪参考电流。

进一步的技术方案在于：所述VF控制是指微网逆变器维持输出电压和频率不变，而输出的有功功率和无功功率由负荷决定，无论输出的有功功率和无功功率如何变化，VF控制的微网逆变器自动调整运行曲线，满足负荷随机变化，保持电压频率恒定；所述逆变器的VF控制模式具有有效值控制和瞬时值控制两种方式，VF控制可以运用在独立带载的场合，也可以配合PQ控制的逆变器及MGCC一起组建微网，工作在孤岛运行模式。

进一步的技术方案在于：所述下垂控制应用在微网组建场合，具有自动功率分配功能，配合MGCC使用，可以实现微网在孤岛和并网两种状态下，大电网状态下，微网可以并网运行，在大电网发生故障时，可以脱离大电网运行于孤岛模式；在组建微电网时候，可以使用下垂控制模式建立微电网的电压频率，在无上层控制的情况下，逆变器可以根据本地设置参数分配系统的负荷；在有上层控制的情况下，逆变器可以选择工作在远程控制或本地控制两种模式；本地控制模式下，逆变器按照本地设置参数运行，远程控制模式下，逆变器按照上层控制器设置的参数运行，同时在有上层控制的时候，逆变器可以根据自身情况选择是否参与二次调频；下垂控制采用下垂控制环、电压环、电流环三环控制结构，下垂环节实现并联逆变器的功率均分功能，电压电流内环实现逆变器输出电压对下垂环节输出的电压参考信号的无差跟踪，以及实现对输出阻抗的精确控制。

进一步的技术方案在于：所述虚拟同步发电机控制是一种基于同步发电机机电暂态模型的新型微电网逆变电源控制方法，逆变器的端口特性控制为同步机特性，方便组建微网，有利于将电力系统中的控制方法引入微网控制中；虚拟同步发电机的控制采用了转子运动方程和发电机电气方程组成的机电暂态方程作为数学模型，来模拟同发电机的运行特性，和同步逆变器不同，虚拟同步发电引入了定子侧的电气方程，而非磁链方程；

转子运动方程标幺值形式

$\left\{\begin{array}{c}{T}_m^{*}-T_e^{*}-\mathrm{D\Δ}{\mathrm{\ω}}_{*}=T_J\frac{{\mathrm{d\ω}}_{*}}{\mathrm{dt}}\\ \frac{\mathrm{d\δ}}{{\mathrm{dt}}_{*}}{=\mathrm{\ω}}_{*}-1\end{array}\right.$

其中是同步发电机的机械转矩，是同步发电机的电磁转矩，D是定常阻尼系数，T_J是惯性时间常数，ω_*是同步机电角速度，Δω_*是点角速度差，δ是功角；

同步发电机定子电气方程的标幺值形式

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{{\mathrm{abc}}^{*}}=E_{0^{*}}\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{abc}}-L_t\frac{{\mathrm{di}}_{{\mathrm{abc}}^{*}}}{\mathrm{dt}}-r_{*}{i}_{{\mathrm{abc}}^{*}}\\ i_{f^{*}}=1+{\mathrm{\Δi}}_{f^{*}}\end{array}\right.$

其中是虚拟同步机定子电压，是励磁电动势，L_t是虚拟同步机的同步电抗，是定子各相电流，r_*是各相绕组的电阻。是励磁电流，Δi_f是励磁电流与额定励磁电流之差；

同时为了虚拟同步机能够较好的模拟同步发电机基本运行特性，引入了同步发电机的调速器和励磁控制器，采用了基于dq坐标的虚拟同步发电机控制，以励磁电压Ef和原动机功率Pm作为模型输入量，设计了相应的励磁控制器和调速器，同时采用模式自适应的调频控制方法，满足并网和孤岛运行，并可实现平滑切换；使用闭环控制方法，输出阻抗可控，使逆变器具有更好的同步机模拟效果以及更好的稳态和动态性能。

进一步的技术方案在于：所述微网逆变器具有预同步模块，按照本地监控面板或者MGCC命令，执行锁相控制；锁相包含软件锁相和硬件锁相，软件锁相采用在dq坐标下正负序结构的锁相方式，硬件锁相采用硬件过零锁相；锁相采用调节频率，间接调节逆变器相位的方法。

进一步的技术方案在于：逆变器控制板与本地监控面板之间通过串口通讯连接，同时控制板通过以太网与微网控制器连接；本地监控面板和微网中央处理器均可以向逆变器设置控制模式、运行命令、参考功率、参考电压等运行参数；利用本地监控面板，可以将逆变器设置为远程控制模式或本地控制模式，设置为远程控制模式时，逆变器接收微网中央控制器的调度管理；设置为本地控制时，逆变器不接受微网中央控制器的调度管理，但微网中央控制器依然可以从逆变器读取逆变器的运行信息，以便微网中央控制器的协调控制。

进一步的技术方案在于：所述逆变器具有电网自动识别功能，采用PQ控制时自动识别电网是否正常，如果电网正常且逆变器接收运行命令，即可执行锁相并网运行；采用下垂控制或虚拟同步发电机控制，逆变器根据电网状况，决定采用有源启动方式还是无源启动方式或者是无法启动告警。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述逆变器和控制方法能够根据微网实际运行条件控制逆变器工作在不同的控制模式，提高了微电网运行的安全性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明中逆变器的原理框图；

图2是本发明中逆变器控制结构框图；

图3a是本发明PQ控制模式下的恒定有功控制图；

图3b是本发明PQ控制模式下的恒定无功控制图；

图4是PQ控制的结构框图；

图5a是本发明VF控制的恒定频率控制图；

图5b是本发明VF控制的恒定电压控制图；

图6是VF控制结构框图；

图7a和图7b是下垂控制特性曲线；

图8是下垂控制结构框图；

图9是虚拟同步发电机模型图；

图10是虚拟同步发电机控制结构框图；

图11是微网逆变器与电网的预同步过程图；

图12是微网逆变器控制结构框图；

图13是下垂控制逆变器模型的简化图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明公开了一种微网逆变器，包括IGBT三相全桥逆变器主电路和位于所述主电路上的LC滤波器，以上电路与现有技术相同，在此不作赘述。所述逆变器还包括电流检测装置、电压检测装置、温度采样装置、采样调理电路、中央控制器、PWM调制单元以及驱动单元，所述电流检测装置用于检测逆变器的输出电流，电压检测装置用于检测逆变器的输出电压，温度采样装置用于检测逆变器的温度，采样调理电路用于将电流检测装置、电压检测装置和温度采样装置采集到的电压、电流及温度信号进行处理和调理；中央控制器接收采样调理电路处理后的数据，并对输入的数据进行处理，根据输入的数据使用不同的算法使逆变器工作在PQ(恒功率)控制模式、下垂控制模式、虚拟同步发电机控制模式或VF(恒压恒频)控制模式，在不同的模式下通过控制中央控制器的算法计算出IGBT三相全桥逆变器主电路种IGBT的占空比，发送给PWM调制单元进行信号调制，并通过驱动单元对IGBT的通断进行控制，从而控制逆变器输出电压或输出电流。

进一步的，所述逆变器还包括本地通讯接口、远程通讯接口和控制面板，本地通讯接口连接监控面板，用户可以通过监控面板实现开关机控制，以及查看实时运行信息和设置控制参数，远程通讯接口与微网中央控制器相连，实现逆变器与微网中央控制器之间运行参数和控制参数的交互，微网中央控制器利用远程通讯接口对微网逆变器进行开关控制、运行模式选择以及实现功率调度控制。

微网中光伏、风电等新能源和接入大电网的分布式电源相同，无论是并网模式还是孤岛模式均需要工作在PQ控制模式，按照mppt运行或者按照微网中央控制器要求的功率运行。支撑微网电压频率的可调度微源在并网和离网时候要求有不同的控制模式：微网联网运行时，可调度微源工作在PQ控制模式，也可以工作在下垂控制模式或者虚拟同步机控制模式，按照微网中央控制器的要求向大电网输送或者吸收电力；在孤岛运行模式时，要求可调度微源对外表现出电压源特性，可以支撑电网电压频率，主从控制结构的微网中，微网逆变器工作在VF控制模式，在对等控制的微电网中，一般采用下垂控制或者虚拟同步机控制，实现多机并联的时对系统中变化功率进行均分。综上所述，微网逆变器具有PQ控制、VF控制、下垂控制、虚拟同步机控制几种运行模式，四种运行模式可以根据运行条件和运行要求进行模式间切换。具有适应与微电网应用的完善的功能。远程控制和本地控制可选择。载波频率外部可设置，VF控制时频率电压频率可调节，软硬件两种锁相方式，完善的保护功能等。

所述微网逆变器具有完善的保护功能，具有IGBT电流保护，直流侧电压保护，温度保护，电网欠压过压保护，电网频率异常保护，传感器丢失保护。微网逆变器具有软件锁相和硬件锁相功能，软件锁相能够保证在电网不平衡时准确锁相。逆变器具有PQ控制、VF控制、下垂控制和虚拟同步机四种控制方式。其中PQ控制包含abc坐标下电流控制，αβ坐标下电流控制，dq坐标下电流控制三种。VF控制包含平均值电压控制和dq坐标下瞬时电压控制两种方式。

电网自动识别功能：采用PQ控制的时候自动识别电网是否正常，如果电网正常且逆变器接收运行命令，即可执行锁相并网运行。采用下垂控制或者虚拟同步机控制，逆变器根据电网状况，决定采用有源启动方式还是无源启动方式或者是无法启动告警。下垂控制和虚拟同步机控制方式中，可以选择是否加入虚拟阻抗来提高功率均分效果，虚拟阻抗值通过外部可设置。微网逆变器具有蓄电池充放电管理功能。

如图2和12所示，本发明还提供了一种微网逆变器的并网和离网控制方法，所述控制方法能够根据微网实际运行条件控制逆变器工作在不同的控制模式，所述多功能微网逆变器具有四种控制模式，分别是PQ控制、VF控制、下垂控制和虚拟同步机控制，具有PQ并网运行、离网运行、故障停机以及待机几种运行状态。

1、PQ控制是指恒功率控制，控制DG单元输出的有功功率和无功功率等于其参考功率，其控制原理如图3a-3b所示。图3a-3b表明，在频率、电压变化范围(fmin<f<fmax，Umin<U<Umax)PQ控制可以稳定有功、无功输出。如图4所示，PQ控制模式包含dq坐标控制和abc静止坐标系控制两种控制方式。微网逆变器采样输出滤波器电感电流，通过调理电路和采样电路调理后，送到DSP中和电流参考值比较，参考电流值和反馈电流值之差送到电流调节器，电流调节器计算出逆变器的电压调制信号，通过SPWM发波模块调制出IGBT触发脉冲控制逆变器IGBT的开关，保证输出电感电流能误差跟踪参考电流。

2、VF控制，逆变器VF控制具有有效值控制和瞬时值两种控制方式。VF控制可以运用在独立带载的场合，也可以配合PQ控制的逆变器及MGCC一起组建微网，工作在孤岛运行模式。

VF控制是指DG单元维持输出电压和频率不变；而输出的有功功率和无功功率由负荷决定，其控制原理如图5a-5b所示。不论输出的有功功率和无功功率如何变化，VF控制的DG单元自动调整运行曲线，满足负荷随机变化，保持电压频率恒定，因此，其外特性为电压源。

VF控制结构如图6所示，采用电压电流双环的控制结构，外环采用dq坐标下的输出电压瞬时值控制或者是输出电压平均值控制，实现对输出电压的快速误差跟踪。内环采用瞬时电流环，提高系统的动态响应性能。

3、下垂(droop)控制运行

下垂控制可以应用在微网组建场合，具有自动功率分配功能，配合MGCC使用，可以实现微网在孤岛和并网两种状态下。大电网状态下，微网可以并网运行。在大电网发生故障时，可以脱离大电网运行于孤岛模式，如图7a-7b所示为下垂控制特性曲线图。

下垂控制是一种无互联线逆变器并联均流的控制方法。下垂控制逆变器模型可以简化为如图13所示的交流电源：

线路阻抗是Z＝R+jX，在X>>R的情况下，逆变器向电网传输的功率可以表示为:

$P=\frac{\mathrm{EV}}{X}\sin \mathrm{\&phi;}$

$Q=\frac{{\mathrm{EV}\cos \mathrm{\&phi;}-V}^2}{X}$

其中P和Q分别是有功功率和无功功率，E和V分别是逆变器输出电压和公共耦合点的电压的幅值，φ是功角，X是输出阻抗值。

功角φ很小，上式可以进一步改写为：

$P\&ap;\frac{\mathrm{EV}}{X}\mathrm{\&phi;}$

$Q\&ap;\frac{V}{X}(E-V)$

当电源输出阻抗主要呈现感性时，其输出有功P近似于相角差成正比，无功功率近似于电压的幅值差成正比，可以通过调节逆变器输出电压的相位和幅值来调节逆变器输出的有功功率和无功功率。

f＝f₀-m(P-P₀)

E＝E₀-n(Q-Q₀)

其中f、E分别是下垂环节输出的频率和电压幅值，也就是在下垂控制模式下逆变器的频率和电压给定值，f₀、E₀、P₀、Q₀分别是下垂控制的频率、电压、有功、无功参考值。m、n是下垂系数。下垂控制既可以工作在独立带载的情况，也可以工作在多机并联的情况下。在组建微电网时候，可以使用下垂控制模式建立微电网的电压频率，在无上层控制的情况下，逆变器可以根据本地设置参数分配系统的负荷。在有上层控制的情况下，逆变器可以选择工作在远程控制或者本地控制两种方式，本地控制模式下，逆变器按照本地设置参数运行，远程控制模式下，逆变器按照上层控制器设置的参数运行。同时在有上层控制的时候，逆变器可以根据自身情况选择是否参与二次调频。

下垂控制结构如图8所示，采用下垂控制环、电压环、电流环三环控制结构，下垂环节实现并联逆变器的功率均分功能，电压电流内环实现逆变器输出电压对下垂环节输出的电压参考信号的无差跟踪，以及实现对输出阻抗的精确控制。

4、虚拟同步机控制

虚拟同步机控制是一种基于同步发电机机电暂态模型的新型微电网逆变电源控制方法。逆变器的端口特性控制为同步机特性，方便组建微网，有利于将电力系统中的控制方法引入微网控制中。虚拟同步发电机的控制方案与传统逆变器的不同之处，采用了转子运动方程和发电机电气方程组成的机电暂态方程作为数学模型，来模拟同发电机的运行特性，和同步逆变器不同，虚拟同步发电引入了定子侧的电气方程，而非磁链方程，如图9所示为虚拟同步电机模型。

转子运动方程标幺值形式

$\left\{\begin{array}{c}{T}_m^{*}-T_e^{*}-\mathrm{D\&Delta;}{\mathrm{\&omega;}}_{*}=T_J\frac{{\mathrm{d\&omega;}}_{*}}{\mathrm{dt}}\\ \frac{\mathrm{d\&delta;}}{{\mathrm{dt}}_{*}}{\mathrm{\&omega;}}_{*}-1\end{array}\right.$

其中是同步发电机的机械转矩，是同步发电机的电磁转矩，D是定常阻尼系数，T_J是惯性时间常数，ω_*是同步机电角速度，Δω_*是点角速度差，δ是功角；

同步发电机定子电气方程的标幺值形式

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{{\mathrm{abc}}^{*}}=E_{0^{*}}\sin {\mathrm{\&theta;}}_{\mathrm{abc}}-L_t\frac{{\mathrm{di}}_{{\mathrm{abc}}^{*}}}{\mathrm{dt}}-r_{*}{i}_{{\mathrm{abc}}^{*}}\\ i_{f^{*}}=1+{\mathrm{\&Delta;i}}_{f^{*}}\end{array}\right.$

其中是虚拟同步机定子电压，是励磁电动势，L_t是虚拟同步机的同步电抗，是定子各相电流，r_*是各相绕组的电阻。是励磁电流，Δi_f是励磁电流与额定励磁电流之差；

如图10所示为虚拟同步电机结构框图，同时为了虚拟同步机能够较好的模拟同步发电机基本运行特性，引入了同步发电机的调速器和励磁控制器，采用了基于dq坐标的虚拟同步机控制，以励磁电压Ef和原动机功率Pm作为模型输入量，设计了相应的励磁控制器和调速器，同时采用模式自适应的调频控制方法，满足并网和孤岛运行，并可实现平滑切换；使用闭环控制方法，输出阻抗可控，使逆变器具有更好的同步机模拟效果以及更好的稳态和动态性能。

5、预同步控制

如图11所示为逆变器与电网的预同步过程图。微网逆变器具有预同步模块，按照本地监控面板或者MGCC命令，执行锁相控制。锁相包含软件锁相和硬件锁相。软件锁相采用在dq坐标下正负序结构的锁相方式，可以解决电网电压不对称情况下的锁相问题。硬件锁相采用硬件过零锁相问题，算法简单可靠，适用于电网电压对称的情况。锁相采用调节频率间接调节逆变器相位的方法，逆变器输出相位不会突变，不会对逆变器上带的负荷供电产生影响。锁相完成后，逆变器的相位、频率、幅值均和电网电压相同，此时满足并网条件，逆变器可以自行合闸，切换到并网模式。

6、本地控制模式远程控制模式

逆变器控制板与本地监控面板之间通过串行通讯连接，同时控制板通过以太网与微电网重要控制器连接。本地监控面板和微网中央均可以向逆变器设置控制模式、运行命令、参考功率、参考电压等运行参数。利用本地监控面板，可以将逆变器设置为远程控制模式或本地控制模式。设置为远程控制模式时，逆变器接收微网中央控制器的调度管理。设置为本地控制时，逆变器不接受微网中央可控制器的调度管理，但微网中央控制器依然可以从逆变器读取逆变器的运行信息，以便微网中央控制器的协调控制。

Claims (10)

1.一种微网逆变器，包括IGBT三相全桥逆变器主电路和位于所述主电路上的LC滤波器，其特征在于：所述逆变器还包括电流检测装置、电压检测装置、温度采样装置、采样调理电路、中央控制器、PWM调制单元以及驱动单元，所述电流检测装置用于检测逆变器的桥臂电流和输出电流，电压检测装置用于检测逆变器的滤波器电容电压和输出电压，温度采样装置用于检测散热器的温度以及变压器和滤波电感的温度，采样调理电路用于将电流检测装置、电压检测装置和温度采样装置采集到的电压、电流及温度信号进行处理和调理；中央控制器接收采样调理电路处理后的数据，并对输入的数据进行处理，根据输入的数据使用不同的算法使逆变器工作在PQ控制模式、下垂控制模式、虚拟同步发电机控制模式或VF控制模式，在不同的模式下通过控制中央控制器的算法计算出IGBT三相全桥逆变器主电路种IGBT的占空比，发送给PWM调制单元进行信号调制，并通过驱动单元对IGBT的通断进行控制，从而控制逆变器输出电压或输出电流。

2.根据权利要求1所述的微网逆变器并网和离网的控制方法，其特征在于：所述逆变器还包括本地通讯接口、远程通讯接口和控制面板，本地通讯接口连接监控面板，用户可以通过监控面板实现开关机控制，以及查看实时运行信息和设置控制参数，远程通讯接口与微网中央控制器相连，实现逆变器与微网中央控制器之间运行参数和控制参数的交互，微网中央控制器利用远程通讯接口对微网逆变器进行开关控制、运行模式选择以及实现功率调度控制。

3.一种微网逆变器并网和离网的控制方法，其特征在于：逆变器中的中央控制器通过采集逆变器输出的电压和电流，控制逆变器在并网和离网时工作在不同的控制模式，当微网并网或离网运行时，中央控制器控制逆变器工作在PQ控制模式、下垂控制模式或虚拟同步发电机控制模式，按照微网中央控制器的要求向大电网输送或者吸收电力；当微网在孤岛运行模式时，要求可调度微网逆变器对外表现出电压源特性，可以支撑电网电压频率，主从控制结构的微网中，逆变器工作在VF控制模式，在对等控制的微电网中，逆变器采用下垂控制或者虚拟同步发电机控制。

4.根据权利要求3所述的微网逆变器并网和离网的控制方法，其特征在于：所述PQ控制是指恒功率控制，中央控制器控制微网逆变器输出的有功功率和无功功率等于其参考功率，微网逆变器采样输出滤波器电感电流，通过调理电路和采样电路调理后，送到微网逆变器的中央控制器中和电流参考值比较，参考电流值和反馈电流值之差送到电流调节器，电流调节器计算出逆变器的电压调制信号，通过SPWM发波模块调制出IGBT触发脉冲，控制逆变器中IGBT的开关，保证输出电感电流能误差跟踪参考电流。

5.根据权利要求3所述的微网逆变器并网和离网的控制方法，其特征在于：所述VF控制是指微网逆变器维持输出电压和频率不变，而输出的有功功率和无功功率由负荷决定，无论输出的有功功率和无功功率如何变化，VF控制的微网逆变器自动调整运行曲线，满足负荷随机变化，保持电压频率恒定；所述逆变器的VF控制模式具有有效值控制和瞬时值控制两种方式，VF控制可以运用在独立带载的场合，也可以配合PQ控制的逆变器及MGCC一起组建微网，工作在孤岛运行模式。

6.根据权利要求3所述的微网逆变器并网和离网的控制方法，其特征在于：所述下垂控制应用在微网组建场合，具有自动功率分配功能，配合MGCC使用，可以实现微网在孤岛和并网两种状态下，大电网状态下，微网可以并网运行，在大电网发生故障时，可以脱离大电网运行于孤岛模式；在组建微电网时候，可以使用下垂控制模式建立微电网的电压频率，在无上层控制的情况下，逆变器可以根据本地设置参数分配系统的负荷；在有上层控制的情况下，逆变器可以选择工作在远程控制或本地控制两种模式；本地控制模式下，逆变器按照本地设置参数运行，远程控制模式下，逆变器按照上层控制器设置的参数运行，同时在有上层控制的时候，逆变器可以根据自身情况选择是否参与二次调频；下垂控制采用下垂控制环、电压环、电流环三环控制结构，下垂环节实现并联逆变器的功率均分功能，电压电流内环实现逆变器输出电压对下垂环节输出的电压参考信号的无差跟踪，以及实现对输出阻抗的精确控制。

7.根据权利要求3所述的微网逆变器并网和离网的控制方法，其特征在于：所述虚拟同步发电机控制是一种基于同步发电机机电暂态模型的新型微电网逆变电源控制方法，逆变器的端口特性控制为同步机特性，方便组建微网，有利于将电力系统中的控制方法引入微网控制中；虚拟同步发电机的控制采用了转子运动方程和发电机电气方程组成的机电暂态方程作为数学模型，来模拟同发电机的运行特性，和同步逆变器不同，虚拟同步发电引入了定子侧的电气方程，而非磁链方程；

转子运动方程标幺值形式

$\left\{\begin{array}{c}{T}_m^{*}-T_e^{*}-\mathrm{D\&Delta;}{\mathrm{\&omega;}}_{*}=T_J\frac{{\mathrm{d\&omega;}}_{*}}{\mathrm{dt}}\\ \frac{\mathrm{d\&delta;}}{{\mathrm{dt}}_{*}}{\mathrm{\&omega;}}_{*}-1\end{array}\right.$

其中是同步发电机的机械转矩，是同步发电机的电磁转矩，D是定常阻尼系数，T_J是惯性时间常数，ω_*是同步机电角速度，Δω_*是点角速度差，δ是功角；

同步发电机定子电气方程的标幺值形式

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{{\mathrm{abc}}^{*}}=E_{0^{*}}\sin {\mathrm{\&theta;}}_{\mathrm{abc}}-L_t\frac{{\mathrm{di}}_{{\mathrm{abc}}^{*}}}{\mathrm{dt}}-r_{*}{i}_{{\mathrm{abc}}^{*}}\\ i_{f^{*}}=1+{\mathrm{\&Delta;i}}_{f^{*}}\end{array}\right.$

其中是虚拟同步机定子电压，是励磁电动势，L_t是虚拟同步机的同步电抗，是定子各相电流，r_*是各相绕组的电阻。是励磁电流，Δi_f是励磁电流与额定励磁电流之差；

同时为了虚拟同步机能够较好的模拟同步发电机基本运行特性，引入了同步发电机的调速器和励磁控制器，采用了基于dq坐标的虚拟同步发电机控制，以励磁电压Ef和原动机功率Pm作为模型输入量，设计了相应的励磁控制器和调速器，同时采用模式自适应的调频控制方法，满足并网和孤岛运行，并可实现平滑切换；使用闭环控制方法，输出阻抗可控，使逆变器具有更好的同步机模拟效果以及更好的稳态和动态性能。

8.根据权利要求6所述的微网逆变器并网和离网的控制方法，其特征在于：所述微网逆变器具有预同步模块，按照本地监控面板或者MGCC命令，执行锁相控制；锁相包含软件锁相和硬件锁相，软件锁相采用在dq坐标下正负序结构的锁相方式，硬件锁相采用硬件过零锁相；锁相采用调节频率，间接调节逆变器相位的方法。

9.根据权利要求7所述的微网逆变器并网和离网的控制方法，其特征在于：逆变器控制板与本地监控面板之间通过串口通讯连接，同时控制板通过以太网与微网控制器连接；本地监控面板和微网中央处理器均可以向逆变器设置控制模式、运行命令、参考功率、参考电压等运行参数；利用本地监控面板，可以将逆变器设置为远程控制模式或本地控制模式，设置为远程控制模式时，逆变器接收微网中央控制器的调度管理；设置为本地控制时，逆变器不接受微网中央控制器的调度管理，但微网中央控制器依然可以从逆变器读取逆变器的运行信息，以便微网中央控制器的协调控制。

10.根据权利要求3所述的微网逆变器并网和离网的控制方法，其特征在于：所述逆变器具有电网自动识别功能，采用PQ控制时自动识别电网是否正常，如果电网正常且逆变器接收运行命令，即可执行锁相并网运行；采用下垂控制或虚拟同步发电机控制，逆变器根据电网状况，决定采用有源启动方式还是无源启动方式或者是无法启动告警。