CN106816889A - 并网逆变器功率解耦方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并网逆变器功率解耦方法及装置，该并网逆变器功率解耦方法包含：步骤1：根据所述逆变器的输出电压v和输出电流i获得所述逆变器的电压幅值控制指令E^*及电压相位控制指令θ^*；步骤2：根据电网电压幅值、逆变器的输出电压幅值以及逆变器的输出电压与电网电压之间的相位差，获取幅值前馈量及相位前馈量；步骤3：根据逆变器的电压幅值控制指令和幅值前馈量获得参考电压幅值，根据逆变器的电压相位控制指令和相位前馈量获得参考电压相位；步骤4：利用参考电压幅值及参考电压相位调节逆变器的输出功率。

Description

并网逆变器功率解耦方法及装置

技术领域

本发明属于并网逆变器控制技术领域，尤其涉及一种并网逆变器输出功率的解耦方法及解耦装置。

背景技术

随着环境和能源危机的日益加深，新能源发电得到了越来越多的关注和应用，而并网逆变器是新能源发电系统向电网输送电能的必不可少的接口设备，并网逆变器的性能将会对发电系统以及电网的稳定性产生重要的影响。并网逆变器输出功率的波动会造成能源利用效率的降低，严重者可能引起电网震荡甚至瘫痪。

按照控制方式的不同，并网逆变器可以分为电流控制型和电压控制型两种。传统的并网逆变器大多采用电流控制模式，因为该控制模式具有结构简单、易实现最大功率点跟踪(MPPT)算法等优点，但是电流控制型并网逆变器不能运行在孤岛模式下。近年来随着分布式发电以及微电网等新技术的推广和应用，要求并网逆变器能够具备孤岛运行能力，以便在大电网出项故障时能够脱离电网独立运行，保证本地重要负载的供电不受影响。在这种背景下，具备孤岛运行能力的电压控制型并网逆变器获得了极大的应用。除此之外，电压控制型并网逆变器还具有孤岛与并网切换平滑、可以向弱电网提供电压支撑以及不依赖锁相环等优点，所以其应用前景非常广泛。

请参照图1，图1举例示出了一种现有技术的电压控制型并网逆变器的结构框图。如图1所示，采集逆变器交流测输出的电压v、电流i和电感电流i_L，其中电压v和电流i用来计算输出有功功率和无功功率并进一步通过功率控制算法得到逆变器输出电压的幅值和相位的参考值(E^*和θ^*)，电感电流i_L和电压v作为电压电流调节器的反馈信号对该参考值进行调整，并将调整后的信号提供给PWM调制器(脉宽调制器)，进而控制逆变器的输出功率。

然而，现有技术中无论是电流控制型还是电压控制型并网逆变器，都存在输出功率的耦合问题，即不能对有功功率和无功功率完全独立控制，二者之间存在相互影响。针对电流控制型，已经有很多学者提出了解耦方法，如电感电流前馈法、矢量PI控制器等。但是因为控制机理的差异，这些方法无法直接应用到电压控制型并网逆变器中。

另外也有学者提出了解决因线路传输阻抗不是纯感性导致的功率耦合问题，如虚拟阻抗、虚拟功率等方法。这些方法可以认为是对小信号模型的解耦，但是不能解决电路固有拓扑决定的大信号耦合问题。因此当有功功率或者无功功率其中一个的指令值发生改变时，另一个也会因为耦合而使输出功率发生波动。这个问题没有引起足够的重视，也就缺少有效的解耦方法。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种电压控制型并网逆变器的功率解耦方法，从而可以对逆变器输出的有功和无功功率进行独立的解耦控制。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于前馈量的逆变器功率控制方法，所述逆变器用于电性连接于电网，其中，所述控制方法包含以下步骤：

根据电网电压、所述逆变器的输出电压以及二者之间的相位差δ，利用以下公式获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff：

其中，U为所述电网电压的幅值，E为所述逆变器的输出电压幅值，ΔE为所述逆变器的输出电压幅值E在相邻的两个控制周期内的变化量，Δδ为所述相位差δ在相邻的两个控制周期内的变化量；并且利用所述幅值前馈量E_ff及所述相位前馈量δ_ff控制所述逆变器的输出功率；

本发明还提供一种基于前馈量的逆变器功率控制装置，所述逆变器用于电性连接于电网，其中，所述控制装置包含：

前馈量获取模块，根据电网电压、所述逆变器的输出电压以及二者之间的相位差δ，利用以下公式获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff：

其中，U为所述电网电压的幅值，E为所述逆变器的输出电压幅值，ΔE为所述逆变器的输出电压幅值E在相邻两个控制周期内的变化量，Δδ为所述相位差δ在相邻两个控制周期内的变化量；和

功率调节模块，利用所述幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff调节所述逆变器的输出功率。

进一步地，本发明还提供一种并网逆变器功率解耦方法，所述逆变器用于电性连接于电网，其中，所述功率解耦方法包含以下步骤：

步骤1：根据所述逆变器的输出电压v和输出电流i获得所述逆变器的电压幅值控制指令E^*及电压相位控制指令θ^*；

步骤2：根据电网电压幅值U、所述逆变器的输出电压幅值E以及所述逆变器的输出电压与所述电网电压之间的相位差δ，获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff；

步骤3：根据所述逆变器的电压幅值控制指令E^*和所述幅值前馈量E_ff获得参考电压幅值E_ref，根据所述逆变器的电压相位控制指令θ^*和所述相位前馈量δ_ff获得参考电压相位θ_ref；

步骤4：利用所述参考电压幅值E_ref及所述参考电压相位θ_ref调节所述逆变器的输出功率。

上述的并网逆变器功率解耦方法，其中，于所述步骤1中包含以下步骤：

步骤11：根据所述逆变器的输出电压v和输出电流i获取所述逆变器输出的有功功率P及无功功率Q；

步骤12：根据所述有功功率P及所述无功功率Q，利用下垂控制关系获得所述电压相位控制指令θ^*和所述电压幅值控制指令E^*。

上述的并网逆变器功率解耦方法，其中，于所述步骤12中包含以下步骤：

步骤121：并根据以下公式获得频率控制指令ω^*和所述电压幅值控制指令E^*：

ω^*＝ω₀-k_p(P-P_ref)

E^*＝E₀-k_q(Q-Q_ref)，

其中，P_ref和Q_ref分别是所述逆变器的有功功率和无功功率的指令值，ω₀和E₀分别是所述电网的额定频率和额定电压，k_p和k_q是对应的下垂系数且皆为正数；以及

步骤122：对所述频率控制指令ω^*进行积分运算以获得所述电压相位控制指令θ^*。

上述的并网逆变器功率解耦方法，其中，于所述步骤2中包含以下步骤：

步骤21：分别获取所述逆变器的输出电压幅值E及所述相位差δ在相邻两个控制周期内的变化量ΔE和Δδ；

步骤22：根据以下公式获取所述幅值前馈量E_ff及所述相位前馈量δ_ff：

上述的并网逆变器功率解耦方法，其中，于步骤3中包含以下步骤：

步骤31：将所述电压幅值控制指令E^*叠加所述幅值前馈量E_ff以获得所述参考电压幅值E_ref；

步骤32：将所述电压相位控制指令θ^*叠加所述相位前馈量δ_ff以获得所述参考电压相位θ_ref。

上述的并网逆变器功率解耦方法，其中，于所述步骤1之前还包括步骤0：获取所述逆变器的输出电压v和输出电流i。

上述的并网逆变器功率解耦方法，其中，所述并网逆变器是电压控制型。

此外，本发明更提供一种并网逆变器功率解耦装置，所述逆变器用于电性连接于电网，其中，所述功率解耦装置包含：

预处理模块，根据所述逆变器的输出电压v和输出电流i，获得所述逆变器的电压幅值控制指令E^*及电压相位控制指令θ^*；

前馈量获取模块，用以根据电网电压幅值U、所述逆变器的输出电压幅值E以及所述逆变器的输出电压与所述电网电压之间的相位差δ，获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff并输出；

参考电压生成器，根据所述逆变器的电压幅值控制指令E^*和所述幅值前馈量E_ff获得参考电压幅值E_ref，根据所述逆变器的电压相位控制指令θ^*和所述相位前馈量δ_ff获得参考电压相位θ_ref；

功率调节器，利用所述参考电压幅值E_ref和所述参考电压相位θ_ref调节所述逆变器的输出功率。

上述的并网逆变器功率解耦装置，其中，所述预处理模块包含：

功率计算模块，根据所述逆变器的输出电压v和输出电流i计算所述逆变器的有功功率P及无功功率Q；

下垂控制模块，根据所述有功功率P及所述无功功率Q，利用下垂控制关系获得所述电压相位控制指令θ^*和所述电压幅值控制指令E^*。

上述的并网逆变器功率解耦装置，其中，所述下垂控制模块根据以下公式分别获得频率控制指令ω^*和所述电压幅值控制指令E^*：

ω^*＝ω₀-k_p(P-P_ref)

E^*＝E₀-k_q(Q-Q_ref)，

其中，P_ref和Q_ref分别是所述逆变器的有功功率和无功功率的指令值，ω₀和E₀分别是所述电网的额定频率和额定电压，k_p和k_q是对应的下垂系数且皆为正数；以及对所述频率控制指令ω^*进行积分运算以获得所述电压相位控制指令θ^*。

上述的并网逆变器功率解耦装置，其中，所述前馈量获取模块分别获取所述逆变器的输出电压幅值E和所述相位差δ在相邻两个控制周期内的变化量ΔE和Δδ，并利用以下公式获取所述幅值前馈量E_ff及所述相位前馈量δ_ff：

上述的并网逆变器功率解耦装置，其中，所述参考电压生成器还包含：

第一叠加模块，根据所述逆变器的电压幅值控制指令E^*叠加所述幅值前馈量E_ff以获得参考电压幅值E_ref；

第二叠加模块：根据所述逆变器的电压相位控制指令θ^*叠加所述相位前馈量δ_ff以获得参考电压相位θ_ref。

上述的并网逆变器功率解耦装置，其中，，其特征在于，还包括参数获取模块，用于获取所述逆变器输出电压v和输出电流i。

上述的并网逆变器功率解耦装置，其中，所述并网逆变器是电压控制型。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的上述技术方案旨在解决逆变器输出功率的耦合问题。该方案根据逆变器输出的有功功率和无功功率的关系实时准确地计算出耦合量的大小，然后分别通过幅值前馈量和相角前馈量对输出功率进行解耦，以实现对逆变器输出有功功率和无功功率的独立控制。本发明的技术方案在传统的控制结构中叠加了一个解耦前馈项，应用简单，可以方便的对已有逆变器进行升级，解耦效果好，逆变器输出功率稳定、精确，为工程应用提供了很好的解决方案。

附图说明

图1是举例示出了一种现有技术电压控制型并网逆变器的结构框图；

图2是本发明一实施例中基于前馈量的逆变器功率控制方法流程图；

图3是本发明一实施例中基于前馈量的逆变器功率控制装置结构示意图；

图4是本发明一实施例中并网逆变器功率解耦方法的流程图；

图5是图4所示方法中的步骤1的分步骤流程图；

图6是图4所示方法中的步骤2的分步骤流程图；

图7是图4所示方法中的步骤3的分步骤流程图；

图8是本发明一实施例中并网逆变器功率解耦装置的结构示意图；

图9A为本发明一实施例中逆变器的有功功率指令发生变化时输出无功功率的仿真波形图；

图9B为本发明一实施例中逆变器的无功功率指令发生变化时输出有功功率的仿真波形图；

图10A为本发明一实施例中逆变器的有功功率指令从2kW增加到3kW时的实验波形图；

图10B为本发明一实施例中逆变器的无功功率指令从0kvar增加到1kvar时的实验波形图。

具体实施方式

兹有关本发明的详细内容及技术说明，现以一较佳实施例来作进一步说明，但不应被解释为本发明实施的限制。

本发明提供了一种旨在对并网逆变器输出功率进行解耦的技术方案，其原理如图2-8所示。采用该方法的逆变器同采用传统的控制方法的逆变器的对比结果如图9和图10所示。图9A和图10A表示的是当有功功率的指令发生改变时的情况，可以看到采用本发明的技术方案可以很好的抑制无功功率的波动；图9B和图10B表示的是无功功率指令发生改变时的情况，同样可以发现本发明所提出的技术方案可以很好的抑制有功功率的波动。这说明本发明可以很好的实现有功功率和无功功率的解耦，控制效果好。

请参照图2，图2是本发明一实施例中基于前馈量的逆变器功率控制方法流程图。如图2所示，所述控制方法可包含以下步骤：

前馈量获取步骤S11：根据电网电压、逆变器的输出电压以及二者之间的相位差δ，利用例如以下公式获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff：

其中，U为电网电压的幅值，E为逆变器的输出电压幅值，ΔE为逆变器的输出电压幅值E在相邻的两个控制周期内的变化量，Δδ为相位差δ在相邻的两个控制周期内的变化量；并且利用幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff控制所述逆变器的输出功率；

功率调节步骤S12：利用幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff调节逆变器的输出功率。

需要指出的是，本发明中所涉及的电网电压及逆变器的输出电压可以为线电压或相电压，本发明并不以此为限。控制周期是指逆变器系统在相应的控制频率下的周期，控制频率例如是1kHz-200kHz，但本发明并不以此为限。

下面，请参照图3，图3是本发明一实施例中基于前馈量的逆变器功率控制装置结构示意图，逆变器电性连接于电网，其中，控制装置可包含前馈量获取模块和功率调节模块。

前馈量获取模块，可根据电网电压、逆变器的输出电压以及二者之间的相位差δ，利用例如以下公式获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff：

其中，U为电网电压的幅值，E为逆变器的输出电压幅值，ΔE为逆变器的输出电压幅值E在相邻两个控制周期内的变化量，Δδ为相位差δ在相邻两个控制周期内的变化量。

功率调节模块，可利用幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff调节逆变器的输出功率。

请参照图4-7，图4是本发明一实施例中并网逆变器功率解耦方法的流程图；图5是本发明一实施例中并网逆变器功率解耦方法的步骤1分步骤流程图；图6是本发明一实施例中并网逆变器功率解耦方法的步骤2分步骤流程图；图7是本发明一实施例中并网逆变器功率解耦方法的步骤3分步骤流程图。

并网逆变器可以为电压控制型，该逆变器输出端电性连接于电网。

如图4-7所示，所述功率解耦方法可包含以下步骤：

步骤0：获取逆变器的输出电压v和输出电流i，例如可通过采样电路进行采样获得；

步骤1：根据逆变器的输出电压v和输出电流i获得逆变器的电压幅值控制指令E^*及电压相位控制指令θ^*，其中，根据输出电压v可以得到输出电压v的幅值E和相位θ；

步骤2：根据电网电压幅值U、逆变器的输出电压幅值E以及逆变器的输出电压与电网电压之间的相位差δ，获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff；

步骤3：根据逆变器的电压幅值控制指令E^*和幅值前馈量E_ff获得参考电压幅值E_ref，根据逆变器的电压相位控制指令θ^*和相位前馈量δ_ff获得参考电压相位θ_ref；

步骤4：利用参考电压幅值E_ref及参考电压相位θ_ref调节逆变器的输出功率。

进一步地，步骤1中可进一步包含以下步骤：

步骤11：根据逆变器的输出电压v和输出电流i获取逆变器输出的有功功率P及无功功率Q，可采用如下公式：

其中，其中V是线电压v的有效值，I是线电流i的有效值，是相电压和相电流之间的相位差；

步骤12：根据有功功率P及无功功率Q，利用功率控制算法(例如下垂控制关系)获得电压相位控制指令θ^*和电压幅值控制指令E^*。

步骤2中可进一步包含以下步骤：

步骤21：分别获取逆变器的输出电压幅值E及相位差δ在相邻两个控制周期内的变化量ΔE和Δδ，例如，ΔE＝E2-E1，Δδ＝δ2-δ1，其中，E2表示当前控制周期中采集到的逆变器输出电压幅值；δ2表示当前控制周期中采集到的逆变器输出电压与电网电压的相位差；E1表示上一控制周期中采集到的逆变器输出电压幅值；δ1表示上一控制周期中采集到的逆变器输出电压与电网电压的相位差；其中，逆变器输出电压例如是线电压，但本发明并不以此为限；

步骤22：根据例如以下公式获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff：

步骤3中可进一步包含以下步骤：

步骤31：将电压幅值控制指令E^*叠加幅值前馈量E_ff以获得参考电压幅值E_ref，其公式例如为：

E_ref＝E^*+E_ff；

步骤32：将电压相位控制指令θ^*叠加相位前馈量δ_ff以获得参考电压相位θ_ref，其公式例如为：

θ_ref＝θ^*+δ_ff；

其中，在本实施例中，步骤31及步骤32为顺序进行，但本发明并不以此为限，在其他实施例中，步骤31及步骤32也可同时进行。

再进一步地，步骤12中可包含以下步骤：

步骤121：利用下垂控制算法，根据例如以下公式获得频率控制指令ω^*和电压幅值控制指令E^*：

ω^*＝ω₀-k_p(P-P_ref)

E^*＝E₀-k_q(Q-Q_ref)，

其中，P_ref和Q_ref分别是所述逆变器的有功功率和无功功率的指令值，该指令值可以来自更高一级(如系统控制器)的功率调度指令，或者来自一次能源端最大功率点跟踪(MPPT)算法等；ω₀和E₀分别是所述电网的额定频率和额定电压，k_p和k_q是对应的下垂系数且皆为正数；以及

步骤122：对所述频率控制指令ω^*进行积分运算以获得所述电压相位控制指令θ^*，其公式如下：

θ^*＝∫ω^*dt。

需要注意的是，本实施例中采用下垂控制算法作为功率控制算法为例进行说明，但本发明并不限于此，在其他实施方式中还可采用虚拟同步发电机控制技术(即通过控制逆变器模拟同步发电机的工作原理，从而获得类似同步发电机的运行特性)等其他多种方法获得频率控制指令ω^*和电压幅值控制指令E^*。

接着，请参照图8，图8是本发明的并网逆变器功率解耦装置的结构示意图，本发明的并网逆变器为电压控制型，逆变器电性连接于电网。

如图8所示，该功率解耦装置可包含：

参数获取模块，用于获取逆变器的输出电压v和输出电流i；

预处理模块，根据逆变器的输出电压v和输出电流i，获得逆变器的电压幅值控制指令E^*及电压相位控制指令θ^*；

前馈量获取模块，用以根据电网电压幅值U、逆变器的输出电压幅值E以及逆变器的输出电压与所述电网电压之间的相位差δ，并利用例如以下公式获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff并输出：

参考电压生成器，根据逆变器的电压幅值控制指令E^*和幅值前馈量E_ff获得参考电压幅值E_ref，根据逆变器的电压相位控制指令θ^*和相位前馈量δ_ff获得参考电压相位θ_ref；

功率调节器，利用参考电压幅值E_ref和参考电压相位θ_ref调节逆变器的输出功率，例如，可以根据闭环控制产生PWM信号以控制相应的开关管启闭，从而调节逆变器的输出功率，但本发明并不以此为限。

进一步地，预处理模块还可包含：

功率计算模块，根据逆变器的输出电压v和输出电流i获取逆变器的有功功率P及无功功率Q，其可采用如下公式：

其中，其中V是线电压v的有效值，I是线电流i的有效值，是相电压和相电流之间的相位差；

下垂控制模块，根据有功功率P及无功功率Q，利用下垂控制关系获得电压相位控制指令θ^*和所述电压幅值控制指令E^*。

再进一步地，下垂控制模块可根据例如以下下垂控制关系的公式获得频率控制指令ω^*和电压幅值控制指令E^*：

ω^*＝ω₀-k_p(P-P_ref)，

E^*＝E₀-k_q(Q-Q_ref)，

其中，P_ref和Q_ref分别是所述逆变器的有功功率和无功功率的指令值，该指令值可以来自更高一级，如系统控制器的功率调度指令，或者来自一次能源端最大功率点跟踪(MPPT)算法；ω₀和E₀分别是所述电网的额定频率和额定电压，k_p和k_q是对应的下垂系数且皆为正数；

然后，下垂控制模块还可对频率控制指令ω^*进行积分运算以获得电压相位控制指令θ^*，其公式例如为：

θ^*＝∫ω^*dt。

需要注意的是，本实施例中采用下垂控制算法作为功率控制算法为例进行说明，但本发明并不限于此，在其他实施方式中还可采用虚拟同步发电机控制技术等其他多种方法获得频率控制指令ω^*和电压幅值控制指令E^*。

更进一步地，上述参考电压生成器还可包含：

第一叠加模块，根据逆变器的电压幅值控制指令E^*叠加幅值前馈量E_ff以获得参考电压幅值E_ref，其公式例如为：

E_ref＝E^*+E_ff；

第二叠加模块：根据所述逆变器的电压相位控制指令θ^*叠加所述相位前馈量δ_ff以获得参考电压相位θ_ref，其公式例如为：

θ_ref＝θ^*+δ_ff。

接下来，再请参照图9A、9B、10A及10B；图9A为逆变器的有功功率指令发生变化时输出无功功率的实验波形图；图9B为逆变器的无功功率指令发生变化时输出有功功率的实验波形图；图10A为逆变器的有功功率指令从2kW增加到3kW时的实验波形图；图10B为逆变器的无功功率指令从0kvar增加到1kvar时的实验波形图。

如图9A、9B所示，其中曲线L1表示加入本发明的解耦控制后输出有功功率的波形，曲线L2为不加本发明的解耦控制时输出有功功率的波形，曲线L3为加入本发明的解耦控制后输出无功功率的波形，曲线L4为不加本发明的解耦控制时输出无功功率的波形。开始时，逆变器向电网注入10kW有功功率，不输出无功功率。在1.5s时有功功率指令值由10kW减小为5kW，在2.5s时又恢复10kW。从图9A中可以发现本发明的方案可以很好的抑制无功功率在该过程中的波动。在3.5s时无功功率指令值由0kvar增加到6kvar，在4.5s时又恢复为0kvar。从图9B中可以看出采用本发明的方案可以很好的抑制有功功率在这个过程当中的波动。

如图10A、10B所示，其中曲线L1表示加入发明的方案解耦控制后输出有功功率的波形，曲线L2为不加发明的方案解耦控制时输出有功功率的波形，曲线L3为加入发明的方案解耦控制后输出无功功率的波形，曲线L4为不加发明的方案解耦控制时输出无功功率的波形。图10A验证了当有功功率指令值从2kW增加到3kW时无功功率的变化情况，可以看到解耦之后的无功功率波动明显小于解耦之前；图10B验证了当无功功率指令值从0kvar变化到1kvar时有功功率的变化情况，结果表明解耦之后的有功功率波动明显小于解耦前。实验结果证明了本发明的功率解耦方案的有效性。

需要说明的是：以上实施例仅仅用以说明本发明，而并非限制本发明所描述的技术方案；同时，尽管本说明书参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；因此，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明所附权利要求的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种基于前馈量的逆变器功率控制方法，所述逆变器用于电性连接于电网，其特征在于，所述控制方法包含以下步骤：

根据电网电压、所述逆变器的输出电压以及二者之间的相位差δ，利用以下公式获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff：

$E_{ff}=\mathrm{\Σ}\frac{UEsin\mathrm{\δ}}{Ucos\mathrm{\δ}-2E}\mathrm{\Δ}\mathrm{\δ}$

${\mathrm{\δ}}_{ff}=-\Σ\frac{tan\mathrm{\δ}}{E}\mathrm{\Δ}E,$

其中，U为所述电网电压的幅值，E为所述逆变器的输出电压幅值，ΔE为所述逆变器的输出电压幅值E在相邻的两个控制周期内的变化量，Δδ为所述相位差δ在相邻的两个控制周期内的变化量；和

利用所述幅值前馈量E_ff及所述相位前馈量δ_ff控制所述逆变器的输出功率。

2.一种基于前馈量的逆变器功率控制装置，所述逆变器用于电性连接于电网，其特征在于，所述控制装置包含：

前馈量获取模块，根据电网电压、所述逆变器的输出电压以及二者之间的相位差δ，利用以下公式获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff：

$E_{ff}=\mathrm{\Σ}\frac{UEsin\mathrm{\δ}}{Ucos\mathrm{\δ}-2E}\mathrm{\Δ}\mathrm{\δ}$

${\mathrm{\δ}}_{ff}=-\mathrm{\Σ}\frac{tan\mathrm{\δ}}{E}\mathrm{\Δ}E,$

其中，U为所述电网电压的幅值，E为所述逆变器的输出电压幅值，ΔE为所述逆变器的输出电压幅值E在相邻两个控制周期内的变化量，Δδ为所述相位差δ在相邻两个控制周期内的变化量；和

功率调节模块，利用所述幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff调节所述逆变器的输出功率。

3.一种并网逆变器功率解耦方法，所述逆变器用于电性连接于电网，其特征在于，所述功率解耦方法包含以下步骤：

步骤1：根据所述逆变器的输出电压v和输出电流i获得所述逆变器的电压幅值控制指令E^*及电压相位控制指令θ^*；

步骤2：根据电网电压幅值U、所述逆变器的输出电压幅值E以及所述逆变器的输出电压与所述电网电压之间的相位差δ，获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff；

步骤3：根据所述逆变器的电压幅值控制指令E^*和所述幅值前馈量E_ff获得参考电压幅值E_ref，根据所述逆变器的电压相位控制指令θ^*和所述相位前馈量δ_ff获得参考电压相位θ_ref；

步骤4：利用所述参考电压幅值E_ref及所述参考电压相位θ_ref调节所述逆变器的输出功率。

4.如权利要求3所述的并网逆变器功率解耦方法，其特征在于，于所述步骤1中包含以下步骤：

步骤11：根据所述逆变器的输出电压v和输出电流i获取所述逆变器输出的有功功率P及无功功率Q；

步骤12：根据所述有功功率P及所述无功功率Q，利用下垂控制关系获得所述电压相位控制指令θ^*和所述电压幅值控制指令E^*。

5.如权利要求4所述的并网逆变器功率解耦方法，其特征在于，于所述步骤12中包含以下步骤：

步骤121：根据以下公式获得频率控制指令ω^*和所述电压幅值控制指令E^*：

ω^*＝ω₀-k_p(P-P_ref)

E^*＝E₀-k_q(Q-Q_ref)，

其中，P_ref和Q_ref分别是所述逆变器的有功功率和无功功率的指令值，ω₀和E₀分别是所述电网的额定频率和额定电压，k_p和k_q是对应的下垂系数且皆为正数；以及

步骤122：对所述频率控制指令ω^*进行积分运算以获得所述电压相位控制指令θ^*。

6.如权利要求3所述的并网逆变器功率解耦方法，其特征在于，于所述步骤2中包含以下步骤：

步骤21：分别获取所述逆变器的输出电压幅值E及所述相位差δ在相邻两个控制周期内的变化量ΔE和Δδ；

步骤22：根据以下公式获取所述幅值前馈量E_ff及所述相位前馈量δ_ff：

$E_{ff}=\mathrm{\Σ}\frac{UEsin\mathrm{\δ}}{Ucos\mathrm{\δ}-2E}\mathrm{\Δ}\mathrm{\δ}$

${\mathrm{\δ}}_{ff}=-\mathrm{\Σ}\frac{tan\mathrm{\δ}}{E}\mathrm{\Δ}E.$

7.如权利要求3所述的并网逆变器功率解耦方法，其特征在于，于步骤3中包含以下步骤：

步骤31：将所述电压幅值控制指令E^*叠加所述幅值前馈量E_ff以获得所述参考电压幅值E_ref；

步骤32：将所述电压相位控制指令θ^*叠加所述相位前馈量δ_ff以获得所述参考电压相位θ_ref。

8.如权利要求3所述的并网逆变器功率解耦方法，其特征在于，于所述步骤1之前还包括步骤0：获取所述逆变器的输出电压v和输出电流i。

9.如权利要求3-8中任一项所述的并网逆变器功率解耦方法，其特征在于，所述并网逆变器是电压控制型。

10.一种并网逆变器功率解耦装置，所述逆变器用于电性连接于电网，其特征在于，所述功率解耦装置包含：

预处理模块，根据所述逆变器的输出电压v和输出电流i，获得所述逆变器的电压幅值控制指令E^*及电压相位控制指令θ^*；

前馈量获取模块，用以根据电网电压幅值U、所述逆变器的输出电压幅值E以及所述逆变器的输出电压与所述电网电压之间的相位差δ，获取幅值前馈量E_ff及相位前馈量δ_ff并输出；

参考电压生成器，根据所述逆变器的电压幅值控制指令E^*和所述幅值前馈量E_ff获得参考电压幅值E_ref，根据所述逆变器的电压相位控制指令θ^*和所述相位前馈量δ_ff获得参考电压相位θ_ref；

功率调节器，利用所述参考电压幅值E_ref和所述参考电压相位θ_ref调节所述逆变器的输出功率。

11.如权利要求10所述的并网逆变器功率解耦装置，其特征在于，所述预处理模块包含：

功率计算模块，根据所述逆变器的输出电压v和输出电流i计算所述逆变器的有功功率P及无功功率Q；

下垂控制模块，根据所述有功功率P及所述无功功率Q，利用下垂控制关系获得所述电压相位控制指令θ^*和所述电压幅值控制指令E^*。

12.如权利要求11所述的并网逆变器功率解耦装置，其特征在于，所述下垂控制模块根据以下公式分别获得频率控制指令ω^*和所述电压幅值控制指令E^*：

ω^*＝ω₀-k_p(P-P_ref)

E^*＝E₀-k_q(Q-Q_ref)，

其中，P_ref和Q_ref分别是所述逆变器的有功功率和无功功率的指令值，ω₀和E₀分别是所述电网的额定频率和额定电压，k_p和k_q是对应的下垂系数且皆为正数；以及对所述频率控制指令ω^*进行积分运算以获得所述电压相位控制指令θ^*。

13.如权利要求10所述的并网逆变器功率解耦装置，其特征在于，所述前馈量获取模块分别获取所述逆变器的输出电压幅值E和所述相位差δ在相邻两个控制周期内的变化量ΔE和Δδ，并利用以下公式获取所述幅值前馈量E_ff及所述相位前馈量δ_ff：

$E_{ff}=\mathrm{\Σ}\frac{UEsin\mathrm{\δ}}{Ucos\mathrm{\δ}-2E}\mathrm{\Δ}\mathrm{\δ}$

${\mathrm{\δ}}_{ff}=-\mathrm{\Σ}\frac{tan\mathrm{\δ}}{E}\mathrm{\Δ}E.$

14.如权利要求10所述的并网逆变器功率解耦装置，其特征在于，所述参考电压生成器还包含：

第一叠加模块，根据所述逆变器的电压幅值控制指令E^*叠加所述幅值前馈量E_ff以获得参考电压幅值E_ref；

第二叠加模块：根据所述逆变器的电压相位控制指令θ^*叠加所述相位前馈量δ_ff以获得参考电压相位θ_ref。

15.如权利要求10所述的并网逆变器功率解耦装置，其特征在于，还包括参数获取模块，用于获取所述逆变器输出电压v和输出电流i。

16.如权利要求10-15中任一项所述的并网逆变器功率解耦装置，其特征在于，所述并网逆变器是电压控制型。