CN105552955A - 光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制系统及方法，在稳态时采用双同步旋转坐标系对正负序电流独立进行控制，采用电网电压正序和负序电压dq分量作为调节器的前馈；在低电压及零电压穿越发生时，负序电流控制切换成开环控制方式，电网电压采用直接前馈控制策略，电网电压前馈控制信号切换成采用未经分解的电网电压dq分量，替换正负序电压dq分量作为电压给定前馈，该前馈信号分别与dq电流控制器输出合成后经dq/abc反变换后，通过脉宽调制PWM控制模块输出至逆变器对其控制。本发明可解决常规控制策略在电压跌落过程中易使逆变器过流保护动作而脱网的问题，能够保证逆变器在稳态运行时输出三相并网电流良好的平衡度。

Description

光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制系统及方法

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，特别涉及一种三相光伏并网逆变器低电压以及零电压穿越的控制方法。

背景技术

在光伏发电系统中，当光伏电站渗透率较高或出力加大时，电网故障或扰动引起电网电压大幅度跌落时，光伏电站的故障脱网会恶化整个电网的运行状态，影响电网的安全稳定运行，现行标准中要求光伏电站须具备低电压及零电压穿越功能(LVRT/ZVRT)。

当电网电压非对称跌落时，电网电压中将出现较大的负序分量。针对电网电压跌落过程含有负序分量的情况，现有技术采用双同步旋转坐标系控制，配合图2所示，采用结构完全对称的正负序旋转坐标系，对正负序电流独立进行控制，只能解决稳态过程中由电压不平衡引起的负序电流控制问题，在较大电压跌落情况甚至短路跌落到零时，逆变器仍可能因初始较大过电流而脱网。

基于以上分析，现有的控制方法在电网电压非对称跌落时存在着缺陷，有待改进。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制系统及方法，其可解决现有三相光伏并网逆变器所采用常规控制策略在电压跌落过程中易使逆变器过流保护动作而脱网的问题，能够保证逆变器在稳态运行时输出三相并网电流良好的平衡度。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制系统，包括如下模块：

电网电压跌落判断及LVRT控制模块，用于在低电压穿越及零电压穿越时，根据电网电压穿越瞬时值、负序电流控制环误差大小及其误差变化率发出控制切换命令；

负序电流开环闭环切换控制模块，用于在低电压穿越及零电穿越时，将负序电流由闭环控制切换成开环控制；

电网电压直接前馈模块，用于在低电压穿越及零电压穿越时，电网电压前馈根据切换命令由正负序电压前馈切换成电网电压直接前馈方式。

一种光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制方法，在低电压穿越及零电压穿越时，根据电网电压穿越瞬时值、负序电流控制环误差大小及其误差变化率发出控制切换命令；将负序电流由闭环控制切换成开环控制，同时电网电压前馈根据切换命令由正负序电压前馈切换成电网电压直接前馈。

具体包括如下步骤：

步骤1，分别采样直流电压、直流电流、电网电压及并网电流在每个PWM周期固定时刻的稳态值U_dc，I_dc，u_a、u_b、u_c，i_a、i_b、i_c；

步骤2，根据电网电压稳态值u_a、u_b、u_c分别计算正序电压d轴分量U_d+、q轴分量U_q+，负序电压d轴分量U_d-、q轴分量U_q-，以及正序电压矢量角φ_s ⁺、负序电压矢量角φ_s ^-；

步骤3，对电网电压稳态值u_a、u_b、u_c及正序电压矢量角φ_s ⁺进行PARK变换，得到未经正负序分解的电压d轴分量U_d和q轴分量U_q；

步骤4，根据并网电流稳态值i_a、i_b、i_c，并结合步骤2得到的正序电压矢量角φ_s ⁺和负序电压矢量角φ_s ^-，计算得到正序电流d轴分量I_d+、q轴分量I_q+，以及负序电流d轴分量I_d-、q轴分量I_q-；

步骤5，对并网电流稳态值i_a、i_b、i_c及正序电压矢量角φ_s ⁺进行PARK变换，得到未经正负序分解的电流d轴分量I_d和q轴分量I_q；

步骤6，对步骤1采样得到的直流电压稳态值U_dc和直流电流稳态值I_dc进行最大功率点追踪，输出直流电压给定U_dc ^*；

步骤7，对直流电压给定U_dc ^*和直流电压稳态值U_dc进行电压控制环处理，经限幅环节后输出正序电流控制环d轴给定I_d+ ^*；

步骤8，稳态时，闭环调节正序电流d轴分量I_d+和q轴分量I_q+，对正序电流dq分量进行交叉解耦，与正序电压dq分量前馈信号叠加后，输出正序dq轴电压控制量；闭环调节负序电流d轴分量I_d-和q轴分量I_q-，对负序电流dq分量进行交叉解耦，与负序电压dq分量前馈信号叠加后，输出负序dq轴电压控制量；

在低电压穿越及零电压穿越时，根据电网电压穿越瞬时值、负序电流控制环误差大小及其误差变化率发出控制切换命令；将负序电流由闭环控制切换成开环控制，同时电网电压前馈根据切换命令由正负序电压前馈切换成电网电压直接前馈；

步骤9，将步骤8输出的正序dq轴电压控制量进行矢量变换，将旋转坐标系dq分量变换为静止坐标系abc轴分量，得到三相正序电压控制量U_abc+ ^*；

步骤10，将步骤8输出的负序dq轴电压控制量进行矢量变换，将旋转坐标系dq分量变换为静止坐标系abc轴分量，得到三相负序电压控制量U_abc- ^*；

步骤11，将三相正序电压控制量U_abc+ ^*与三相负序电压控制量U_abc- ^*相加，得到三相电压控制量U_abc ^*，将该三相电压控制量U_abc ^*产生12路触发脉冲至逆变器，对三电平逆变器的12支IGBT管进行控制。

上述步骤2的详细内容是，首先将电网电压稳态值u_a、u_b、u_c坐标变换到αβ坐标系下，得到u_α、u_β，再根据锁相环计算正序电压矢量角φ_s ⁺，再根据φ_s ^-＝-φ_s ⁺得到负序电压矢量角φ_s ^-，再根据如下公式计算：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{d+}=u_{d+}-{\stackrel{\‾}{u}}_{d-}\cos \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)-{\stackrel{\‾}{u}}_{q-}\sin \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)\\ U_{q+}=u_{q+}+{\stackrel{\‾}{u}}_{d-}\sin \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)-{\stackrel{\‾}{u}}_{q-}\cos \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)\\ U_{d-}=u_{d-}-{\stackrel{\‾}{u}}_{d+}\cos \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)-{\stackrel{\‾}{u}}_{q+}\sin \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)\\ U_{q-}=u_{q-}+{\stackrel{\‾}{u}}_{d+}\sin \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)-{\stackrel{\‾}{u}}_{q+}\cos \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)\end{array}\right.$

其中

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{d+}=u_{\mathrm{\α}}cos\left({{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)+u_{\mathrm{\β}}sin\left({{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)\\ u_{q+}=u_{\mathrm{\β}}\cos \left({{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)-u_{\mathrm{\α}}sin\left({{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)\\ u_{d-}=u_{\mathrm{\α}}\cos \left({{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)+u_{\mathrm{\β}}sin\left({{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)\\ u_{q-}=u_{\mathrm{\α}}cos\left({{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)+u_{\mathrm{\β}}sin\left({{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)\end{array}\right.$

其中，U_d+、U_q+，U_d-、U_q-分别为正序电压d轴分量、q轴分量，负序电压d轴分量、q轴分量。

上述步骤3中，根据下式进行PARK变换：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_d=u_{\mathrm{\α}}cos{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}+u_{\mathrm{\β}}sin{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\\ U_q=-u_{\mathrm{\α}}{{\mathrm{sin\φ}}_s}^{+}+u_{\mathrm{\β}}{{\mathrm{cos\φ}}_s}^{+}\end{array}\right.$

其中，U_d、U_q分别表示未经正负序分解的电压d轴分量和q轴分量。

上述步骤5中，根据下式进行PARK变换：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_d=i_{\mathrm{\α}}cos{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}+i_{\mathrm{\β}}sin{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\\ I_q=-i_{\mathrm{\α}}{{\mathrm{sin\φ}}_s}^{+}+i_{\mathrm{\β}}{{\mathrm{cos\φ}}_s}^{+}\end{array}\right.$

其中，I_d、I_q分别表示未经正负序分解的电流d轴分量和q轴分量。

采用上述方案后，本发明在低电压或者零电压穿越时，采用负序电流开环控制及电网电压直接前馈方式，提高了逆变器的动态性能，可有效抑制LVRT/ZVRT发生及恢复时的逆变器过电流，防止逆变器脱网，可广泛用于目前主流的逆变器两电平、多电平拓扑方案以及它们的并联拓扑等。

附图说明

图1是本发明的三相光伏并网逆变器控制框图；

图2是现有的三相光伏并网逆变器控制框图；

图3是本发明中的锁相环结构框图；

图4是采用本发明在模拟电网发生单相跌落不对称故障时的ZVRT试验，逆变器输出电流和输出电压的波形图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制系统，其中，光伏逆变器包括三相逆变电路和滤波电路，控制器采用DSP控制器；所述控制系统包括有如下功能模块：

直流电压电流采样模块P1，用于采样直流电压、直流电流在每个PWM周期固定时刻的稳态值U_dc、I_dc；

电网电压信号采样模块P2，用于采样电网电压在每个PWM周期固定时刻的稳态值u_a、u_b、u_c；

输出电流采样模块P3，用于采样并网电流在每个PWM周期固定时刻的稳态值i_a、i_b、i_c；

锁相环PLL运算模块A1，用于根据采样得到的电网电压稳态值u_a、u_b、u_c，分别计算正序电压d轴分量U_d+、q轴分量U_q+，负序电压d轴分量U_d-、q轴分量U_q-，以及正序电压矢量角φ_s ⁺、负序电压矢量角φ_s ^-；

前馈电压补偿模块A5，对运行时的前馈电压(采样的低通滤波延时及1个PWM周期的控制延时)进行采样滞后的补偿；

电网电压单同步坐标系矢量变换模块A2，用于根据采样得到的电网电压稳态值u_a、u_b、u_c，并结合A1得到的正序电压矢量角φ_s ⁺，进行PARK变换后得到未经正负序分解的电压d轴分量U_d和q轴分量U_q；

输出电流矢量正负序变换模块A10，用于根据采样得到的并网电流稳态值i_a、i_b、i_c，并结合A1得到的正序电压矢量角φ_s ⁺和负序电压矢量角φ_s ^-，计算得到正序电流d轴分量I_d+、q轴分量I_q+，以及负序电流d轴分量I_d-、q轴分量I_q-；

输出电流单同步坐标系矢量变换模块A11，用于根据采样得到的并网电流稳态值i_a、i_b、i_c，并结合A1得到的正序电压矢量角φ_s ⁺，进行PARK变换后得到未经正负序分解的电流d轴分量I_d和q轴分量I_q；

MPPT控制器模块A6，用于将采样得到的直流电压稳态值U_dc和直流电流稳态值I_dc进行最大功率点追踪，输出直流电压给定U_dc ^*；

直流电压控制器模块A7，用于对直流电压给定U_dc ^*和直流电压稳态值U_dc进行电压控制环处理，经限幅环节后输出作为正序电流控制环d轴给定I_d+ ^*；

无功控制模块A8，用于闭环调节无功功率，可采用具有限幅输出功能的PI调节器；

正序电流控制器模块A9，用于在稳态时闭环调节正序电流d轴分量I_d+和q轴分量I_q+，对正序电流dq分量进行交叉解耦，与正序电压dq分量前馈信号叠加后，输出正序dq轴电压控制量；

负序电流控制器模块A13，用于在稳态时闭环调节负序电流d轴分量I_d-和q轴分量I_q-，对负序电流dq分量进行交叉解耦，与负序电压dq分量前馈信号叠加后，输出负序dq轴电压控制量；

电网电压跌落判断及LVRT控制模块A4，用于在低电压穿越及零电压穿越时，根据电网电压穿越瞬时值、负序电流控制环误差大小max{e_d-、e_q-}及其误差变化率max{ec_d-、ec_q-}发出控制切换命令；

电网电压直接前馈模块A3，用于在低电压穿越及零电压穿越时，电网电压前馈根据切换命令由正负序电压前馈切换成电网电压直接前馈方式；

负序电流开环闭环切换控制模块A12，用于将负序电流由闭环控制切换成开环控制；

正序电压给定调节矢量变换模块A14，用于将A9输出的正序dq轴电压控制量进行矢量变换，将旋转坐标系dq分量变换为静止坐标系abc轴分量，得到三相正序电压控制量U_abc+ ^*；

负序电压给定调节矢量变换模块A15，用于将A13输出的负序dq轴电压控制量进行矢量变换，将旋转坐标系dq分量变换为静止坐标系abc轴分量，得到三相负序电压控制量U_abc- ^*；

PWM脉冲波形发生模块A16，用于将三相正序电压控制量U_abc+ ^*和三相负序电压控制量U_abc- ^*相加得到的三相电压控制量U_abc ^*产生12路触发脉冲，对三电平逆变器的12支IGBT管进行控制。

基于以上控制系统，本发明还提供一种光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制方法，包括如下步骤：

步骤1，分别采样直流电压、直流电流、电网电压及并网电流在每个PWM周期固定时刻的稳态值U_dc，I_dc，u_a、u_b、u_c，i_a、i_b、i_c；

步骤2，将电网电压稳态值u_a、u_b、u_c坐标变换到αβ坐标系下，得到u_α、u_β，再分别计算正序电压d轴分量U_d+、q轴分量U_q+，负序电压d轴分量U_d-、q轴分量U_q-，以及正序电压矢量角φ_s ⁺、负序电压矢量角φ_s ^-，具体来说，首先根据图3所示的锁相环计算正序电压矢量角φ_s ⁺，再根据φ_s ^-＝-φ_s ⁺得到负序电压矢量角φ_s ^-，计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{d+}=u_{d+}-{\stackrel{\‾}{u}}_{d-}\cos \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)-{\stackrel{\‾}{u}}_{q-}\sin \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)\\ U_{q+}=u_{q+}+{\stackrel{\‾}{u}}_{d-}\sin \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)-{\stackrel{\‾}{u}}_{q-}\cos \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)\\ U_{d-}=u_{d-}-{\stackrel{\‾}{u}}_{d+}\cos \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)-{\stackrel{\‾}{u}}_{q+}\sin \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)\\ U_{q-}=u_{q-}+{\stackrel{\‾}{u}}_{d+}\sin \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)-{\stackrel{\‾}{u}}_{q+}\cos \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)\end{array}\right.$

其中

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{d+}=u_{\mathrm{\α}}cos\left({{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)+u_{\mathrm{\β}}sin\left({{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)\\ u_{q+}=u_{\mathrm{\β}}\cos \left({{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)-u_{\mathrm{\α}}sin\left({{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)\\ u_{d-}=u_{\mathrm{\α}}\cos \left({{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)+u_{\mathrm{\β}}sin\left({{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)\\ u_{q-}=u_{\mathrm{\α}}cos\left({{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)+u_{\mathrm{\β}}sin\left({{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)\end{array}\right.$

定义正序同步旋转坐标系的d轴与正序电网电压矢量重合，则稳态正序q轴电压分量为0，但当低电压及零电压穿越等暂态时，q轴电压分量可能不为0。

步骤3，对电网电压稳态值u_a、u_b、u_c及正序电压矢量角φ_s ⁺进行PARK变换，得到未经正负序分解的电压d轴分量U_d和q轴分量U_q；变换公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_d=u_{\mathrm{\α}}cos{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}+u_{\mathrm{\β}}sin{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\\ U_q=-u_{\mathrm{\α}}{{\mathrm{sin\φ}}_s}^{+}+u_{\mathrm{\β}}{{\mathrm{cos\φ}}_s}^{+}\end{array}\right.$

步骤4，根据并网电流稳态值i_a、i_b、i_c，并结合步骤2得到的正序电压矢量角φ_s ⁺和负序电压矢量角φ_s ^-，计算得到正序电流d轴分量I_d+、q轴分量I_q+，以及负序电流d轴分量I_d-、q轴分量I_q-；

步骤5，对并网电流稳态值i_a、i_b、i_c及正序电压矢量角φ_s ⁺进行PARK变换，得到未经正负序分解的电流d轴分量I_d和q轴分量I_q；变换公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_d=i_{\mathrm{\α}}cos{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}+i_{\mathrm{\β}}sin{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\\ I_q=-i_{\mathrm{\α}}{{\mathrm{sin\φ}}_s}^{+}+i_{\mathrm{\β}}{{\mathrm{cos\φ}}_s}^{+}\end{array}\right.$

步骤6，对步骤1采样得到的直流电压稳态值U_dc和直流电流稳态值I_dc进行最大功率点追踪，输出直流电压给定U_dc ^*；

步骤7，对直流电压给定U_dc ^*和直流电压稳态值U_dc进行电压控制环处理，经限幅环节后输出正序电流控制环d轴给定I_d+ ^*；

步骤8，稳态时，闭环调节正序电流d轴分量I_d+和q轴分量I_q+，对正序电流dq分量进行交叉解耦，与正序电压dq分量前馈信号叠加后，输出正序dq轴电压控制量；闭环调节负序电流d轴分量I_d-和q轴分量I_q-，对负序电流dq分量进行交叉解耦，与负序电压dq分量前馈信号叠加后，输出负序dq轴电压控制量；

在低电压穿越及零电压穿越时，根据电网电压穿越瞬时值、负序电流控制环误差大小max{e_d-、e_q-}及其误差变化率max{ec_d-、ec_q-}发出控制切换命令；将负序电流由闭环控制切换成开环控制，同时电网电压前馈根据切换命令由正负序电压前馈切换成电网电压直接前馈。

总正负序电压

U_{dq_all}＝(U_αβ++U_αβ-)e^-jωt＝U_dq++U_dq-e^-j2ωt

电网电压直接前馈中未经分解的dq分量包含了负序电网电压的前馈控制，是一两倍频于电网频率的脉动量，同样可抑制电网负序电压扰动对并网逆变器三相电流的影响。

步骤9，将步骤8输出的正序dq轴电压控制量进行矢量变换，将旋转坐标系dq分量变换为静止坐标系abc轴分量，得到三相正序电压控制量U_abc+ ^*；

步骤10，将步骤8输出的负序dq轴电压控制量进行矢量变换，将旋转坐标系dq分量变换为静止坐标系abc轴分量，得到三相负序电压控制量U_abc- ^*；

步骤11，将三相正序电压控制量U_abc+ ^*与三相负序电压控制量U_abc- ^*相加，得到三相电压控制量U_abc ^*，将该三相电压控制量U_abc ^*产生12路触发脉冲至逆变器，对三电平逆变器的12支IGBT管进行控制。

采用本发明进行模拟电网发生单相跌落不对称故障的ZVRT试验，得到的逆变器输出电流和输出电压波形图如图4所示，其中，C1通道是电网电压单相跌落波形，C2是三相桥臂其中一相的输出电压波形，C3和C4是两相电流输出波形，Z1～Z4分别对应于C1～C4的放大波形图。为了便于观察，在图中C3、C4重叠在一起，Z3、Z4重叠在一起，由Z3和Z4可以看出，在电网单相电压跌落到零以及由零恢复时，电流输出波形具有良好的动态响应。

综合上述，本发明一种光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制系统及方法，在稳态时采用现有的双同步旋转坐标系对正负序电流独立进行控制，采用电网电压正序和负序电压dq分量作为调节器的前馈；在低电压及零电压穿越发生时，负序电流控制切换成开环控制方式，电网电压采用直接前馈控制策略，电网电压前馈控制信号切换成采用未经分解的电网电压dq分量，替换正负序电压dq分量作为电压给定前馈，该前馈信号分别与dq电流控制器输出合成后经dq/abc反变换后，通过脉宽调制PWM控制模块输出至逆变器对其控制；其中，负序电流控制切换信号和电网电压前馈控制切换信号根据电网电压dq分量值与负序控制环误差信号及误差变化率的大小共同决定。本发明在解决稳态时光伏并网逆变器输出并网电流平衡的同时，还解决了低电压穿越及零电压穿越时的动态性能问题，使并网逆变器实现安全穿越。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制系统，其特征在于包括：

电网电压跌落判断及LVRT控制模块，用于在低电压穿越及零电压穿越时，根据电网电压穿越瞬时值、负序电流控制环误差大小及其误差变化率发出控制切换命令；

负序电流开环闭环切换控制模块，用于在低电压穿越及零电穿越时，将负序电流由闭环控制切换成开环控制；

电网电压直接前馈模块，用于在低电压穿越及零电压穿越时，电网电压前馈根据切换命令由正负序电压前馈切换成电网电压直接前馈方式。

2.一种光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制方法，其特征在于：在低电压穿越及零电压穿越时，根据电网电压穿越瞬时值、负序电流控制环误差大小及其误差变化率发出控制切换命令；将负序电流由闭环控制切换成开环控制，同时电网电压前馈根据切换命令由正负序电压前馈切换成电网电压直接前馈。

3.如权利要求2所述的光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制方法，其特征在于具体包括如下步骤：

步骤1，分别采样直流电压、直流电流、电网电压及并网电流在每个PWM周期固定时刻的稳态值U_dc，I_dc，u_a、u_b、u_c，i_a、i_b、i_c；

步骤2，根据电网电压稳态值u_a、u_b、u_c分别计算正序电压d轴分量U_d+、q轴分量U_q+，负序电压d轴分量U_d-、q轴分量U_q-，以及正序电压矢量角φ_s ⁺、负序电压矢量角φ_s ^-；

步骤3，对电网电压稳态值u_a、u_b、u_c及正序电压矢量角φ_s ⁺进行PARK变换，得到未经正负序分解的电压d轴分量U_d和q轴分量U_q；

步骤4，根据并网电流稳态值i_a、i_b、i_c，并结合步骤2得到的正序电压矢量角φ_s ⁺和负序电压矢量角φ_s ^-，计算得到正序电流d轴分量I_d+、q轴分量I_q+，以及负序电流d轴分量I_d-、q轴分量I_q-；

步骤5，对并网电流稳态值i_a、i_b、i_c及正序电压矢量角φ_s ⁺进行PARK变换，得到未经正负序分解的电流d轴分量I_d和q轴分量I_q；

步骤6，对步骤1采样得到的直流电压稳态值U_dc和直流电流稳态值I_dc进行最大功率点追踪，输出直流电压给定U_dc ^*；

步骤7，对直流电压给定U_dc ^*和直流电压稳态值U_dc进行电压控制环处理，经限幅环节后输出正序电流控制环d轴给定I_d+ ^*；

步骤8，稳态时，闭环调节正序电流d轴分量I_d+和q轴分量I_q+，对正序电流dq分量进行交叉解耦，与正序电压dq分量前馈信号叠加后，输出正序dq轴电压控制量；闭环调节负序电流d轴分量I_d-和q轴分量I_q-，对负序电流dq分量进行交叉解耦，与负序电压dq分量前馈信号叠加后，输出负序dq轴电压控制量；

在低电压穿越及零电压穿越时，根据电网电压穿越瞬时值、负序电流控制环误差大小及其误差变化率发出控制切换命令；将负序电流由闭环控制切换成开环控制，同时电网电压前馈根据切换命令由正负序电压前馈切换成电网电压直接前馈；

步骤9，将步骤8输出的正序dq轴电压控制量进行矢量变换，将旋转坐标系dq分量变换为静止坐标系abc轴分量，得到三相正序电压控制量U_abc+ ^*；

步骤10，将步骤8输出的负序dq轴电压控制量进行矢量变换，将旋转坐标系dq分量变换为静止坐标系abc轴分量，得到三相负序电压控制量U_abc- ^*；

步骤11，将三相正序电压控制量U_abc+ ^*与三相负序电压控制量U_abc- ^*相加，得到三相电压控制量U_abc ^*，将该三相电压控制量U_abc ^*产生12路触发脉冲至逆变器，对三电平逆变器的12支IGBT管进行控制。

4.如权利要求3所述的光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制方法，其特征在于：所述步骤2的详细内容是，首先将电网电压稳态值u_a、u_b、u_c坐标变换到αβ坐标系下，得到u_α、u_β，再根据锁相环计算正序电压矢量角φ_s ⁺，再根据φ_s ^-＝-φ_s ⁺得到负序电压矢量角φ_s ^-，再根据如下公式计算：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{d+}=u_{d+}-{\stackrel{\‾}{u}}_{d-}\cos \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)-{\stackrel{\‾}{u}}_{d-}\sin \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)\\ U_{q+}=u_{d+}+{\stackrel{\‾}{u}}_{d-}\sin \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)-{\stackrel{\‾}{u}}_{q-}\cos \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)\\ U_{d-}=u_{d-}-{\stackrel{\‾}{u}}_{d+}\cos \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)+{\stackrel{\‾}{u}}_{q+}\sin \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)\\ U_{q-}=u_{q-}-{\stackrel{\‾}{u}}_{d+}\sin \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)-{\stackrel{\‾}{u}}_{q+}\cos \left(2{{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)\end{array}\right.$

其中

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{d+}=u_{\mathrm{\α}}\cos \left({{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)+u_{\mathrm{\β}}\sin \left({{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)\\ u_{q+}=u_{\mathrm{\β}}\cos \left({{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)-u_{\mathrm{\α}}\sin \left({{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\right)\\ u_{d-}=u_{\mathrm{\α}}\cos \left({{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)+u_{\mathrm{\β}}\sin \left({{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)\\ u_{q-}=u_{\mathrm{\β}}\cos \left({{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)+u_{\mathrm{\β}}\sin \left({{\mathrm{\φ}}_s}^{-}\right)\end{array}\right.$

其中，U_d+、U_q+，U_d-、U_q-分别为正序电压d轴分量、q轴分量，负序电压d轴分量、q轴分量。

5.如权利要求3所述的光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制方法，其特征在于：所述步骤3中，根据下式进行PARK变换：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_d=u_{\mathrm{\α}}cos{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}+u_{\mathrm{\β}}sin{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\\ U_q=-u_{\mathrm{\α}}{{\mathrm{sin\φ}}_s}^{+}+u_{\mathrm{\β}}{{\mathrm{cos\φ}}_s}^{+}\end{array}\right.$

其中，U_d、U_q分别表示未经正负序分解的电压d轴分量和q轴分量。

6.如权利要求3所述的光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制方法，其特征在于：所述步骤5中，根据下式进行PARK变换：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_d=i_{\mathrm{\α}}cos{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}+i_{\mathrm{\β}}sin{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\\ I_q=-i_{\mathrm{\α}}sin{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}+i_{\mathrm{\β}}cos{{\mathrm{\φ}}_s}^{+}\end{array}\right.$

其中，I_d、I_q分别表示未经正负序分解的电流d轴分量和q轴分量。