CN105552968A - 基于mppt和虚拟同步机特性的逆变器控制系统及方法 - Google Patents

基于mppt和虚拟同步机特性的逆变器控制系统及方法 Download PDF

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CN105552968A CN201610115773.3A CN201610115773A CN105552968A CN 105552968 A CN105552968 A CN 105552968A CN 201610115773 A CN201610115773 A CN 201610115773A CN 105552968 A CN105552968 A CN 105552968A
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Abstract

本发明公开了一种基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统,包括逆变器主电路,以及分别与其相连的电网Grid、电流、电压采集模块,还包括功率计算模块、幅值检测模块、MPPT模块、频率-有功功率下垂控制调节模块、电压-无功功率下垂控制调节模块等,还公开了基于该系统的一种逆变器控制方法,采用虚拟同步机特性与MPPT协调控制技术,使光伏发电系统像发电机组一样参与频率和电压的调节过程,降低了单纯光伏发电系统对电网的不利影响,特别是当微电网或配电网发生电压频率异常事件时,能有效地为电网提供必要的有功和无功支撑,极大提高了分布式发电系统和微电网的运行可靠性。

Description

基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种三相逆变器控制系统及方法,具体涉及一种基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统及方法。
背景技术
近年来,随着新能源发电技术的不断发展,基于电力电子接口的分布式电源在电力系统的渗透率不断提升,大型光伏电站数量大幅增加。但传统逆变电源大多采用下垂控制法,在控制过程当中有一些弊端,不具有同步发电机惯性大和输出阻抗大等优点,不能完全满足电网稳定运行的要求。
光伏发电系统缺乏惯量,不具备短时过载能力,与此同时,传统集中式一次能源逐渐减少,导致电网的转动惯量逐渐减小,频率波动变大,尤其是以光伏发电为主的供电系统,其能源的间歇性和不可调度性更加剧了电网的频率波动,使得系统的频率稳定性问题日趋严峻,在电网故障情况下将不能提供短时功率甚至脱机,导致电力系统难以获得足够的时间以恢复电网,进而导致电网稳定性急剧下降。
此外,随着光伏发电电网渗透率的提高,其在电网中的角色发生变化,光伏发电系统将不再只是向电网提供电能,还应能具备电压源特性、能量存储和旋转备用功能,即能组建光伏微电网系统,具备一定的电网电压和频率支撑能力,向负载提供优质电能。然而,目前基于电流源并网控制方式的光伏发电系统并不具备电压支撑能力,且并入不同电网结构时其稳定性和动稳态性能有较大差异,电网适应性较差。
目前,最新发展的发电机模拟控制(GEC)技术实现了两级式光伏逆变器的同步机特性模拟,但在大型微电网中广泛应用的三相单级变换型光伏逆变器中,虚拟同步机与MPPT协调控制的相关研究尚未开展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统及方法,改进传统逆变器控制方法,使其像发电机组一样具有调频调压能力,解决光伏分布式电源大规模并网的技术瓶颈。
为解决上述技术问题,本发明采用技术方案如下:
基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统,包括逆变器主电路,以及分别与其相连的光伏阵列和电网Grid,其特征在于,还包括与光伏阵列相连的直流电流采集模块和直流电压采集模块、连接在逆变器主电路与电网Grid之间的交流电流采集模块和交流电压采集模块,还包括功率计算模块、幅值检测模块、MPPT模块、频率-有功功率下垂控制调节模块、电压-无功功率下垂控制调节模块、虚拟转动惯量模块、积分调节模块、逆变器相位生成模块、电压参考信号生成模块、电流环参考信号生成模块、电流环调节模块、调制波生成模块和脉宽调制模块;
所述功率计算模块根据交流电流采集模块采集到的逆变器输出电流和交流电压采集模块采集到的逆变器输出电压计算逆变器输出的有功功率和无功功率;
所述幅值检测模块根据逆变器输出电压计算逆变器主电路输出的电压幅值;
所述MPPT模块根据直流电流采集模块输出的电流、所述直流电压采集模块输出的电压和幅值检测模块输出的电压幅值,计算有功功率给定值;
所述频率-有功功率下垂控制调节模块根据虚拟转动惯量模块输出的电压参考信号角频率和电网电压额定角频率,计算有功功率下垂给定值;
所述电压-无功功率下垂控制调节模块根据幅值检测模块输出的电压幅值和电网电压额定幅值,计算无功功率下垂给定值;
所述虚拟转动惯量模块根据频率-有功功率下垂控制调节模块输出的有功功率下垂给定值、功率计算模块输出的有功功率和MPPT模块输出的有功功率给定值,生成电压参考信号角频率;
所述积分调节模块根据电压-无功功率下垂控制调节模块输出的无功功率下垂给定值、功率计算模块输出的无功功率和无功功率给定值,生成电压参考信号幅值信息;
所述逆变器相位生成模块根据虚拟转动惯量模块输出的电压参考信号角频率生成相位信息;
所述电压参考信号生成模块根据积分调节模块输出的电压参考信号幅值信息和逆变器相位生成模块输出的相位信息生成三相电压参考信号;
所述电流环参考信号生成模块根据电压参考信号生成模块输出的三相电压参考信号和交流电压采集模块输出的逆变器输出电压生成三相电流参考信号;
所述电流环调节模块和调制波生成模块根据电流环参考信号生成模块输出的三相电流参考信号、交流电流采集模块输出的逆变器输出电流和交流电压采集模块输出的逆变器输出电压生成逆变器调制信号;
所述脉宽调制模块根据调制波生成模块输出的逆变器调制信号和载波信号生成控制逆变器功率开关的控制信号。
基于前述的基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统的控制方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一,将通过交流电压采集模块获得的逆变器输出电压uoABC送入幅值检测模块计算逆变器主电路输出的电压幅值Vo
步骤二,将电压幅值Vo和采集到的光伏阵列的电流和电压送入MPPT模块计算获得有功功率给定值Pref,将采集到的逆变器输出电流iABC和逆变器输出电压uoABC送入功率计算模块计算获得逆变器输出的有功功率po和无功功率qo,同时,将电压参考信号角频率ωo和电网电压额定角频率ωn送入频率-有功功率下垂控制调节模块计算有功功率下垂给定值Pd,将电压幅值Vo和电网电压额定幅值Vn送入电压-无功功率下垂控制调节模块计算无功功率下垂给定值Qd
步骤三,将有功功率下垂给定值Pd、有功功率给定值Pref和有功功率po送入虚拟转动惯量模块计算角频率,即计算电压参考信号角频率ωo,同时,将无功功率下垂给定值Qd、无功功率给定值Qref和无功功率qo送入积分调节模块计算电压参考信号幅值信息Vref
步骤四,将电压参考信号角频率ωo送入到逆变器相位生成模块生成相位信息θo
步骤五,将相位信息θo和电压参考信号幅值信息Vref送入电压参考信号生成模块生成三相电压参考信号vrefABC
步骤六,将三相电压参考信号vrefABC和逆变器输出电压uoABC送入电流环参考信号生成模块生成三相电流参考信号irefABC
步骤七,将三相电流参考信号irefABC和逆变器输出电流iABC送入电流环调节模块,并将该模块的计算结果和逆变器输出电压uoABC一同送入到调制波生成模块生成逆变器调制信号vmABC
步骤八,将逆变器调制信号vmABC和载波信号vc送入到脉宽调制模块生成控制逆变器功率开关的控制信号d。
前述的基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统的控制方法,其特征在于:所述步骤二中,有功功率下垂给定值Pd和无功功率下垂给定值Qd计算公式如下:
Pd=(ωno)·kf
式中kf为频率-有功下垂系数,
Qd=(Vn-Vo)·kv
式中kv为电压-无功下垂系数。
前述的基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统的控制方法,其特征在于,所述步骤三中,电压参考信号角频率ωo和电压参考信号幅值信息Vref计算公式如下:
ω o = ( P d + P r e f - p o ) · 1 Jω n s
式中J为虚拟转动惯量,
V r e f = ( Q d + Q r e f - q o ) · 1 K s
式中K为积分系数。
前述的基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统的控制方法,其特征在于:所述步骤四中,相位信息θo计算公式如下:
θ o = ω o · 1 s
所述步骤五中,三相电压参考信号vrefABC计算公式如下:
v r e f A = V r e f c o s ( θ o ) v r e f B = V r e f c o s ( θ o - 120 ) v r e f C = V r e f cos ( θ o + 120 )
所述步骤六中,三相电流参考信号irefABC计算公式如下:
i r e f A B C = ( v r e f A B C - u o A B C ) 1 s · L
式中L为逆变器交流输出滤波电感。
前述的基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统的控制方法,其特征在于:所述步骤七中,逆变器调制信号vmABC计算公式如下:
v m A B C = ( i r e f A B C - i A B C ) ( k p + k i s ) + u o A B C
式中kp为电流环调节器比例系数,ki为电流环调节器积分系数。
本发明具有以下的有益效果:
本发明采用虚拟同步机特性与MPPT协调控制技术,使光伏发电系统像发电机组一样参与频率和电压的调节过程,降低了单纯光伏发电系统对电网的不利影响,特别是当微电网或配电网发生电压频率异常事件时,能有效地为电网提供必要的有功和无功支撑,极大提高了分布式发电系统和微电网的运行可靠性。
附图说明
图1是本发明的整体结构控制框图;
图2是本发明的具有虚拟同步机特性的光伏逆变器执行MPPT算法时母线电容指令电压与母线电容反馈电压仿真波形;
图3是本发明的具有虚拟同步机特性的光伏逆变器输出三相电压和三相电流仿真结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示,一种基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统,包括逆变器主电路,以及分别与其相连的光伏阵列和电网Grid,光伏阵列相连的直流电流采集模块2和直流电压采集模块3、连接在逆变器主电路与电网Grid之间的交流电流采集模块4和交流电压采集模块5,还包括功率计算模块6、幅值检测模块7、MPPT模块8、频率-有功功率下垂控制调节模块9、电压-无功功率下垂控制调节模块10、虚拟转动惯量模块11、积分调节模块12、逆变器相位生成模块13、电压参考信号生成模块14、电流环参考信号生成模块15、电流环调节模块16、调制波生成模块17和脉宽调制模块18。
直流电流采集模块2和直流电压采集模块3分别用于采集光伏阵列的电流和电压;交流电流采集模块4用于采集逆变器输出电流;交流电压采集模块5用于采集逆变器输出电压;功率计算模块6根据采集到的逆变器输出电流和逆变器输出电压计算逆变器输出的有功功率和无功功率;幅值检测模块7根据逆变器输出电压计算逆变器主电路输出的电压幅值;MPPT模块8根据直流电流采集模块2输出的电流、所述直流电压采集模块3输出的电压和幅值检测模块7输出的电压幅值,计算有功功率给定值;频率-有功功率下垂控制调节模块9根据虚拟转动惯量模块11输出的电压参考信号角频率和电网电压额定角频率,计算有功功率下垂给定值;电压-无功功率下垂控制调节模块10根据幅值检测模块7输出的电压幅值和电网电压额定幅值,计算无功功率下垂给定值;虚拟转动惯量模块11根据频率-有功功率下垂控制调节模块9输出的有功功率下垂给定值、功率计算模块6输出的有功功率和MPPT模块8输出的有功功率给定值,生成电压参考信号角频率;积分调节模块12根据电压-无功功率下垂控制调节模块10输出的无功功率下垂给定值、功率计算模块6输出的无功功率和无功功率给定值,生成电压参考信号幅值信息;逆变器相位生成模块13根据虚拟转动惯量模块11输出的电压参考信号角频率生成相位信息;电压参考信号生成模块14根据积分调节模块12输出的电压参考信号幅值信息和逆变器相位生成模块13输出的相位信息生成三相电压参考信号;电流环参考信号生成模块15根据电压参考信号生成模块14输出的三相电压参考信号和交流电压采集模块5输出的逆变器输出电压生成三相电流参考信号;电流环调节模块16和调制波生成模块17根据电流环参考信号生成模块15输出的三相电流参考信号、交流电流采集模块4输出的逆变器输出电流和交流电压采集模块5输出的逆变器输出电压生成逆变器调制信号;脉宽调制模块18根据调制波生成模块17输出的逆变器调制信号和载波信号生成控制逆变器功率开关的控制信号。
一种基于上述的基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统的控制方法,包括如下步骤:
步骤一,将通过交流电压采集模块5获得的逆变器输出电压uoABC送入幅值检测模块7计算逆变器主电路输出的电压幅值Vo
步骤二,将电压幅值Vo和采集到的光伏阵列的电流和电压送入MPPT模块8计算获得有功功率给定值Pref,将采集到的逆变器输出电流iABC和逆变器输出电压uoABC送入功率计算模块6计算获得逆变器输出的有功功率po和无功功率qo,同时,将电压参考信号角频率ωo和电网电压额定角频率ωn送入频率-有功功率下垂控制调节模块9计算有功功率下垂给定值Pd,将电压幅值Vo和电网电压额定幅值Vn送入电压-无功功率下垂控制调节模块10计算无功功率下垂给定值Qd,计算公式如下:
Pd=(ωno)·kf(1)
式中kf为频率-有功下垂系数,
Qd=(Vn-Vo)·kv(2)
式中kv为电压-无功下垂系数;
步骤三,将有功功率下垂给定值Pd、有功功率给定值Pref和有功功率po送入虚拟转动惯量模块11计算电压参考信号角频率ωo,并将电压参考信号角频率ωo反馈到频率-有功功率下垂控制调节模块9,同时,将无功功率下垂给定值Qd、无功功率给定值Qref和无功功率qo送入积分调节模块12计算电压参考信号幅值信息Vref
电压参考信号角频率ωo和电压参考信号幅值信息Vref计算公式如下:
ω o = ( P d + P r e f - p o ) · 1 Jω n s - - - ( 3 )
式中J为虚拟转动惯量,
V r e f = ( Q d + Q r e f - q o ) · 1 K s - - - ( 4 )
式中K为积分系数;
步骤四,将电压参考信号角频率ωo送入到逆变器相位生成模块13生成相位信息θo,计算公式如下:
θ o = ω o · 1 s - - - ( 5 )
步骤五,将相位信息θo和电压参考信号幅值信息Vref送入电压参考信号生成模块14生成三相电压参考信号vrefABC,计算公式如下:
v r e f A = V r e f c o s ( θ o ) v r e f B = V r e f c o s ( θ o - 120 ) v r e f C = V r e f cos ( θ o + 120 ) - - - ( 6 )
步骤六,将三相电压参考信号vrefABC和逆变器输出电压uoABC送入电流环参考信号生成模块15生成三相电流参考信号irefABC,计算公式如下:
i r e f A B C = ( v r e f A B C - u o A B C ) 1 s · L - - - ( 7 )
式中L为逆变器交流输出滤波电感;
步骤七,将三相电流参考信号irefABC和逆变器输出电流iABC送入电流环调节模块16,并将该模块的计算结果和逆变器输出电压uoABC一同送入到调制波生成模块17生成逆变器调制信号vmABC,计算公式如下:
v m A B C = ( i r e f A B C - i A B C ) ( k p + k i s ) + u o A B C - - - ( 8 )
式中kp为电流环调节器比例系数,ki为电流环调节器积分系数;
步骤八,将逆变器调制信号vmABC和载波信号vc送入到脉宽调制模块18生成控制逆变器功率开关的控制信号d。
为说明本发明的正确性和可行性,对所提出的基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制方法进行了仿真验证,其中仿真参数为:光伏阵列开路电压761.6V,短路电流912.8A,光照强度为1000,温度25度时最大功率点电压610V,变流器输出滤波电感Lf均为0.15mH,输出滤波电容Cf均为200μF(三角型连接)。
图2是具有虚拟同步机特性的光伏逆变器执行MPPT算法时母线电容指令电压与母线电容反馈电压仿真波形:MPPT算法从开路电压处开始搜索,找到光伏阵列最大功率点后稳定运行。
图3是具有虚拟同步机特性的光伏逆变器输出三相电压和三相电流仿真波形:逆变器输出电流随着光伏阵列输出功率的增大而增加,最终稳定运行在最大功率点处。
图2、图3给出的仿真波形显示,虚拟同步机在具有调频调压能力的同时,其母线电容电压能够实时跟踪执行MPPT算法时母线电容指令电压,实现了MPPT与虚拟同步机的协调控制,提高了作为P/Q源光伏逆变器的有功/频率动态响应特性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统,包括逆变器主电路,以及分别与其相连的光伏阵列和电网Grid,其特征在于,还包括与光伏阵列相连的直流电流采集模块(2)和直流电压采集模块(3)、连接在逆变器主电路与电网之间Grid的交流电流采集模块(4)和交流电压采集模块(5),还包括功率计算模块(6)、幅值检测模块(7)、MPPT模块(8)、频率-有功功率下垂控制调节模块(9)、电压-无功功率下垂控制调节模块(10)、虚拟转动惯量模块(11)、积分调节模块(12)、逆变器相位生成模块(13)、电压参考信号生成模块(14)、电流环参考信号生成模块(15)、电流环调节模块(16)、调制波生成模块(17)和脉宽调制模块(18);
所述功率计算模块(6)根据交流电流采集模块(4)采集到的逆变器输出电流和交流电压采集模块(5)采集到的逆变器输出电压计算逆变器输出的有功功率和无功功率;
所述幅值检测模块(7)根据逆变器输出电压计算逆变器主电路输出的电压幅值;
所述MPPT模块(8)根据直流电流采集模块(2)输出的电流、所述直流电压采集模块(3)输出的电压和幅值检测模块(7)输出的电压幅值,计算有功功率给定值;
所述频率-有功功率下垂控制调节模块(9)根据虚拟转动惯量模块(11)输出的电压参考信号角频率和电网电压额定角频率,计算有功功率下垂给定值;
所述电压-无功功率下垂控制调节模块(10)根据幅值检测模块(7)输出的电压幅值和电网电压额定幅值,计算无功功率下垂给定值;
所述虚拟转动惯量模块(11)根据频率-有功功率下垂控制调节模块(9)输出的有功功率下垂给定值、功率计算模块(6)输出的有功功率和MPPT模块(8)输出的有功功率给定值,生成电压参考信号角频率;
所述积分调节模块(12)根据电压-无功功率下垂控制调节模块(10)输出的无功功率下垂给定值、功率计算模块(6)输出的无功功率和无功功率给定值,生成电压参考信号幅值信息;
所述逆变器相位生成模块(13)根据虚拟转动惯量模块(11)输出的电压参考信号角频率生成相位信息;
所述电压参考信号生成模块(14)根据积分调节模块(12)输出的电压参考信号幅值信息和逆变器相位生成模块(13)输出的相位信息生成三相电压参考信号;
所述电流环参考信号生成模块(15)根据电压参考信号生成模块(14)输出的三相电压参考信号和交流电压采集模块(5)输出的逆变器输出电压生成三相电流参考信号;
所述电流环调节模块(16)和调制波生成模块(17)根据电流环参考信号生成模块(15)输出的三相电流参考信号、交流电流采集模块(4)输出的逆变器输出电流和交流电压采集模块(5)输出的逆变器输出电压生成逆变器调制信号;
所述脉宽调制模块(18)根据调制波生成模块(17)输出的逆变器调制信号和载波信号生成控制逆变器功率开关的控制信号。
2.基于权利要求1所述的基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统的控制方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一,将通过交流电压采集模块(5)获得的逆变器输出电压uoABC送入幅值检测模块(7)计算逆变器主电路输出的电压幅值Vo
步骤二,将电压幅值Vo和采集到的光伏阵列的电流和电压送入MPPT模块(8)计算获得有功功率给定值Pref,将采集到的逆变器输出电流iABC和逆变器输出电压uoABC送入功率计算模块(6)计算获得逆变器输出的有功功率po和无功功率qo,同时,将电压参考信号角频率ωo和电网电压额定角频率ωn送入频率-有功功率下垂控制调节模块(9)计算有功功率下垂给定值Pd,将电压幅值Vo和电网电压额定幅值Vn送入电压-无功功率下垂控制调节模块(10)计算无功功率下垂给定值Qd
步骤三,将有功功率下垂给定值Pd、有功功率给定值Pref和有功功率po送入虚拟转动惯量模块(11)角频率,即计算电压参考信号角频率ωo,同时,将无功功率下垂给定值Qd、无功功率给定值Qref和无功功率qo送入积分调节模块(12)计算电压参考信号幅值信息Vref
步骤四,将电压参考信号角频率ωo送入到逆变器相位生成模块(13)生成相位信息θo
步骤五,将相位信息θo和电压参考信号幅值信息Vref送入电压参考信号生成模块(14)生成三相电压参考信号vrefABC
步骤六,将三相电压参考信号vrefABC和逆变器输出电压uoABC送入电流环参考信号生成模块(15)生成三相电流参考信号irefABC
步骤七,将三相电流参考信号irefABC和逆变器输出电流iABC送入电流环调节模块(16),并将该模块的计算结果和逆变器输出电压uoABC一同送入到调制波生成模块(17)生成逆变器调制信号vmABC
步骤八,将逆变器调制信号vmABC和载波信号vc送入到脉宽调制模块(18)生成控制逆变器功率开关的控制信号d。
3.根据权利要求2所述的基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统的控制方法,其特征在于:所述步骤二中,有功功率下垂给定值Pd和无功功率下垂给定值Qd计算公式如下:
Pd=(ωno)·kf
式中kf为频率-有功下垂系数,
Qd=(Vn-Vo)·kv
式中kv为电压-无功下垂系数。
4.根据权利要求2所述的基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统的控制方法,其特征在于,所述步骤三中,电压参考信号角频率ωo和电压参考信号幅值信息Vref计算公式如下:
ω o = ( P d + P r e f - p o ) · 1 Jω n s
式中J为虚拟转动惯量,
V r e f = ( Q d + Q r e f - q o ) · 1 K s
式中K为积分系数。
5.根据权利要求2所述的基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统的控制方法,其特征在于:所述步骤四中,相位信息θo计算公式如下:
θ o = ω o · 1 s
所述步骤五中,三相电压参考信号vrefABC计算公式如下:
v r e f A = V r e f c o s ( θ o ) v r e f B = V r e f c o s ( θ o - 120 ) v r e f C = V r e f c o s ( θ o + 120 )
所述步骤六中,三相电流参考信号irefABC计算公式如下:
i r e f A B C = ( v r e f A B C - u o A B C ) 1 s · L
式中L为逆变器交流输出滤波电感。
6.根据权利要求2所述的基于MPPT和虚拟同步机特性的逆变器控制系统的控制方法,其特征在于:所述步骤七中,逆变器调制信号vmABC计算公式如下:
v m A B C = ( i r e f A B C - i A B C ) ( k p + k i s ) + u o A B C
式中kp为电流环调节器比例系数,ki为电流环调节器积分系数。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106655275A (zh) * 2017-03-03 2017-05-10 南京南瑞太阳能科技有限公司 基于电网电压锁相及虚拟同步机的逆变器控制装置及方法
CN107069804A (zh) * 2017-03-21 2017-08-18 广西师范大学 一种电能路由器及其控制方法
CN107425553A (zh) * 2017-06-07 2017-12-01 国网天津节能服务有限公司 基于电压源逆变器并联系统的无功均分控制系统及方法
CN108365636A (zh) * 2018-01-29 2018-08-03 湖南大学 一种虚拟同步发电机控制方法
CN110932311A (zh) * 2019-11-14 2020-03-27 南京南瑞太阳能科技有限公司 一种静止同步发电机一次调节器控制方法及系统
CN114039377A (zh) * 2021-08-09 2022-02-11 国电南瑞科技股份有限公司 电气暂态量新能源机组主动支撑控制方法及系统
CN117578594A (zh) * 2024-01-16 2024-02-20 珠海汇众能源科技有限公司 一种光伏双级变换器系统的控制方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102723740A (zh) * 2012-07-13 2012-10-10 浙江埃菲生能源科技有限公司 单级光伏逆变器稳定mppt控制系统及方法
US20140214230A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 General Electric Company Systems and methods for maximum power point tracking in a micro inverter
WO2015011781A1 (ja) * 2013-07-23 2015-01-29 東芝三菱電機産業システム株式会社 太陽光発電用インバータの制御装置
CN105119309A (zh) * 2015-09-28 2015-12-02 南京南瑞太阳能科技有限公司 适用于电网不平衡工况下的同步逆变器控制系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102723740A (zh) * 2012-07-13 2012-10-10 浙江埃菲生能源科技有限公司 单级光伏逆变器稳定mppt控制系统及方法
US20140214230A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 General Electric Company Systems and methods for maximum power point tracking in a micro inverter
WO2015011781A1 (ja) * 2013-07-23 2015-01-29 東芝三菱電機産業システム株式会社 太陽光発電用インバータの制御装置
CN105119309A (zh) * 2015-09-28 2015-12-02 南京南瑞太阳能科技有限公司 适用于电网不平衡工况下的同步逆变器控制系统

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106655275A (zh) * 2017-03-03 2017-05-10 南京南瑞太阳能科技有限公司 基于电网电压锁相及虚拟同步机的逆变器控制装置及方法
CN106655275B (zh) * 2017-03-03 2019-10-01 南京南瑞太阳能科技有限公司 基于电网电压锁相及虚拟同步机的逆变器控制装置及方法
CN107069804A (zh) * 2017-03-21 2017-08-18 广西师范大学 一种电能路由器及其控制方法
CN107425553A (zh) * 2017-06-07 2017-12-01 国网天津节能服务有限公司 基于电压源逆变器并联系统的无功均分控制系统及方法
CN108365636A (zh) * 2018-01-29 2018-08-03 湖南大学 一种虚拟同步发电机控制方法
CN110932311A (zh) * 2019-11-14 2020-03-27 南京南瑞太阳能科技有限公司 一种静止同步发电机一次调节器控制方法及系统
CN110932311B (zh) * 2019-11-14 2023-12-01 南京南瑞太阳能科技有限公司 一种静止同步发电机一次调节器控制方法及系统
CN114039377A (zh) * 2021-08-09 2022-02-11 国电南瑞科技股份有限公司 电气暂态量新能源机组主动支撑控制方法及系统
CN117578594A (zh) * 2024-01-16 2024-02-20 珠海汇众能源科技有限公司 一种光伏双级变换器系统的控制方法及装置
CN117578594B (zh) * 2024-01-16 2024-03-29 珠海汇众能源科技有限公司 一种光伏双级变换器系统的控制方法及装置

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