CN109546680A - 一种用于虚拟同步逆变器的控制方法、装置及设备 - Google Patents

一种用于虚拟同步逆变器的控制方法、装置及设备 Download PDF

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CN109546680A CN201811448936.5A CN201811448936A CN109546680A CN 109546680 A CN109546680 A CN 109546680A CN 201811448936 A CN201811448936 A CN 201811448936A CN 109546680 A CN109546680 A CN 109546680A
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袁智勇
雷金勇
陈柔伊
黄安迪
马溪原
胡洋
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China Southern Power Grid Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种用于虚拟同步逆变器的控制方法，在通过将虚拟同步逆变器的输出电流与保护值进行比较判断出电网处于非对称故障状态之后，将虚拟同步逆变器由当前的虚拟同步逆变控制模式切换为滞环比较控制模式，滞环比较控制模式是利用滞环比较器的输出对虚拟同步逆变器的暂态冲击电流进行控制。因此，采用本方案，由于滞环控制模式其本身具有响应速度快的优点，其可以同步虚拟同步逆变器的故障响应速度，快速的对虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流进行控制，并将其控制在于参考电流的正常范围内。达到了快速抑制虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流的目的。此外，本发明还公开了一种用于虚拟同步逆变器的控制装置及设备，效果如上。

Description

一种用于虚拟同步逆变器的控制方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及电网技术领域，特别涉及一种用于虚拟同步逆变器的控制方法、装置及设备。
背景技术
并网逆变器是将风能、太阳能等分布式电源接入电网的逆变器，并网逆变器均为静止的设备，没有机械惯性，响应速度极快，容易受到负荷波动或短路故障等电网波动的影响。针对此问题，通过虚拟同步控制策略使得并网逆变器模拟同步发电机的惯性，极大改善了并网逆变器的抗扰动能力，因此，相对于其他控制策略，虚拟同步控制策略在分布式能源并网与维持电网稳定运行等方面有绝对的优势，利用虚拟同步控制策略控制的逆变器称为虚拟同步逆变器。
虚拟同步控制策略中没有电流内环，无法直接控制虚拟同步逆变器的输出电流，同时由于惯性的存在，虚拟同步逆变器的输出基波电势不能突变。实际上，电网很容易发生不对称故障，当电网发生不对称故障时，虚拟同步逆变器会产生一个很大的暂态冲击电流，若虚拟同步逆变器仍然保持并网运行，则会导致虚拟同步逆变器中的电力电子器件过流，造成电力电子器件永久性损毁。若直接触发功率器件驱动脉冲闭锁或断路器跳闸，导致虚拟同步逆变器计划外脱网，不仅会对微网内本地用户造成危害，还会对电网造成恶劣的影响。因此，并网标准规定，虚拟同步逆变器在电网故障时需要继续保持并网状态，并将虚拟同步逆变器自身的电流限制在安全范围内，显而易见，在电网故障时，需要快速抑制虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流。
目前，在电网故障时对虚拟同步逆变器的暂态冲击电流的控制策略都是在故障器件将虚拟同步逆变器的虚拟同步控制切换为PR控制从而达到控制暂态冲击电流的目的，但是由于虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流较大，且虚拟同步逆变器的故障响应速度较快，且PR控制为二阶控制模型，其响应速度较慢，在电网故障时，不能达到快速抑制虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于虚拟同步逆变器的控制方法、装置及设备，达到了快速抑制虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流的目的。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
第一，本发明实施例提供了一种用于虚拟同步逆变器的控制方法，包括：
获取虚拟同步逆变器的输出电流和所述虚拟同步逆变器并入电网的并网点电压；
判断所述输出电流携带的目标信息是否超出保护值；
若所述目标信息超出所述保护值，则所述电网处于非对称故障状态，执行以下步骤：
利用所述输出电流和所述并网点电压的电压峰值将当前所述虚拟同步逆变器的虚拟同步逆变控制模式切换为滞环比较控制模式；
提取所述并网点电压的正序电压的相位；
利用所述正序电压的相位、所述保护值和所述虚拟同步逆变控制模式的输出相角计算所述滞环比较控制模式的参考电流；
计算所述参考电流与所述输出电流的差值并将所述差值作为所述滞环比较控制模式中滞环比较器的输入；
将所述滞环比较器的输出作为所述虚拟同步逆变器的驱动控制信号并利用所述驱动控制信号将所述虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流控制在与所述参考电流对应的正常范围。
可选的，所述判断所述输出电流携带的目标信息是否超出保护值包括：
判断所述输出电流携带的电流值是否超出所述保护值。
可选的，所述提取所述并网点电压的正序电压的相位包括：
应用对称分量法对所述并网点电压进行正负序分离，得到所述正序电压；
利用三相同步锁相环提取所述正序电压的相位。
可选的，在所述利用所述驱动控制信号将所述虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流控制在与所述参考电流对应的正常范围之后，还包括：
判断所述并网点电压的是否恢复正常；
若恢复正常，则将所述虚拟同步逆变器的滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式；
若未恢复正常，则保持所述滞环比较控制模式直至所述并网点电压恢复正常。
可选的，所述将所述虚拟同步逆变器的滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式包括：
将所述虚拟同步逆变器的输出电流转换至dq双相旋转坐标系，得到d轴输出电流分量和q轴输出电流分量；
利用所述d轴输出电流分量和所述q轴输出电流分量计算所述电网故障时的有功功率参考值和无功功率参考值；
依据所述有功功率参考值和所述无功功率参考值确定切换信号以将所述滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式。
第二，本发明实施例提供了一种用于虚拟同步逆变器的控制装置，包括：
获取模块，用于获取虚拟同步逆变器的输出电流和所述虚拟同步逆变器并入电网的并网点电压；
第一判断模块，用于判断所述输出电流携带的目标信息是否超出保护值；若所述目标信息超出所述保护值，则所述电网处于非对称故障状态，进入第一切换模块；
所述第一切换模块，用于利用虚拟同步逆变器的输出电流和所述并网点电压的电压峰值将当前所述虚拟同步逆变器的虚拟同步逆变控制模式切换为滞环比较控制模式；
提取模块，用于提取所述并网点电压的正序电压的相位；
第一计算模块，用于利用所述正序电压的相位、所述保护值和所述虚拟同步逆变控制模式的输出相角计算所述滞环比较控制模式的参考电流；
第二计算模块，用于计算所述参考电流与所述输出电流中的输出电流的差值并将所述差值作为所述滞环比较控制模式中滞环比较器的输入；
控制模块，用于将所述滞环比较器的输出作为所述虚拟同步逆变器的驱动控制信号并利用所述驱动控制信号将所述虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流控制在与所述参考电流对应的正常范围。
可选的，所述提取模块包括：
分离单元，用于应用对称分量法对所述并网点电压进行正负序分离，得到正序电压；
提取单元，用于利用三相同步锁相环提取所述正序电压的相位。
可选的，还包括：
第二判断模块，用于判断所述并网点电压的是否恢复正常；若恢复正常，则进入第二切换模块；若未恢复正常，则保持所述滞环比较控制模式直至所述并网点电压恢复正常。
所述第二切换模块，用于将所述虚拟同步逆变器的滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式。
可选的，所述第二切换模块包括：
转换单元，用于将所述虚拟同步逆变器的输出电流转换至dq双相旋转坐标系，得到d轴输出电流分量和q轴输出电流分量；
计算单元，用于利用所述d轴输出电流分量和所述q轴输出电流分量计算所述电网故障时的有功功率参考值和无功功率参考值；
确定单元，用于依据所述有功功率参考值和所述无功功率参考值确定切换信号以将所述滞环比较控制模式切换为所述虚拟同步逆变控制模式。
第三，本发明实施例提供了一种用于虚拟同步逆变器的控制设备，包括：
存储器，用于存储控制程序；
DSP和FPGA组合控制器，用于执行所述控制程序中存储的计算机程序以实现如以上任一种所述的用于虚拟同步逆变器的控制方法的步骤。
可见，本发明实施例公开的一种用于虚拟同步逆变器的控制方法，在通过将虚拟同步逆变器的输出电流与保护值进行比较判断出电网处于非对称故障状态之后，将虚拟同步逆变器由当前的虚拟同步逆变控制模式切换为滞环比较控制模式，滞环比较控制模式是利用滞环比较器的输出对虚拟同步逆变器的暂态冲击电流进行控制，首先是利用并网点电压的正序电压的相位计算滞环比较控制模式的参考电流，然后将参考电流和输出电流的差值作为滞环比较控制模式中滞环比较器的输入，此时滞环比较器根据输入的电流的差值输出驱动控制信号，从而利用驱动控制信号控制虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流处于参考电流的正常范围。因此，采用本方案，由于滞环控制模式其本身具有响应速度快的优点，其可以同步虚拟同步逆变器的故障响应速度，快速的对虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流进行控制，并将其控制在于参考电流的正常范围内。达到了快速抑制虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流的目的。此外，本发明实施例还公开了一种用于虚拟同步逆变器的控制装置及设备，效果如上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种虚拟同步逆变器并网系统结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种用于虚拟同步逆变器的控制方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种用于虚拟同步逆变器的控制逻辑示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种用于虚拟同步逆变器的控制逻辑示意图；
图5是本发明实施例提供的一种提取并网点电压的正序电压的相位的逻辑结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种滞环比较控制模式中的参考电流的计算逻辑示意图；
图7为本发明实施例公开的另一种用于虚拟同步逆变器的控制方法流程示意图；
图8是本发明实施例提供的一种有功功率参考值和无功功率参考值的逻辑计算示意图；
图9为本发明实施例公开的一种用于虚拟同步逆变器的控制装置结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种用于虚拟同步逆变器的控制设备结构示意图。
具体实施方式
下面将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。
本发明实施例公开了一种用于虚拟同步逆变器的控制方法、装置及设备，达到了快速抑制虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流的目的。
为了对本发明实施例提供的技术方案进行更好的说明，下面首先对虚拟同步逆变器和整个电网的结构进行说明，请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种虚拟同步逆变器并网系统结构示意图，其中，虚拟同步逆变器输出侧的滤波电容C的电压信号本发明实施例中记为us，虚拟同步逆变器输出侧的滤波电感Ls和电阻Rs的输出电流本发明实施例中记为is，虚拟同步逆变器与电网的并网点电压本发明实施例中记为ug。其中，电压信号us，输出电流is和并网点电压ug本发明实施例中均采用霍尔元件进行采集，即图1中的霍尔1和霍尔2，采集后的信号经过信号调理模块1、与信号调理模块1连接的模数转换模块AD1和AD2；和信号调理模块2、与信号调理模块2连接的模数转换模块AD3输入至DSP+FPGA控制器中，由DSP+FPGA控制器发出驱动控制信号至IGBT驱动器实现对虚拟同步逆变器的控制，其中，DSP可以完成虚拟同步逆变控制模式中的虚拟同步控制算法、FPGA完成故障检测、控制模式切换与反切换以及滞环控制。
下面结合图1对本发明实施例提供的技术方案进行说明，请参见图2，图2为本发明实施例公开的一种用于虚拟同步逆变器的控制方法流程示意图，该方法包括：
S21：获取虚拟同步逆变器的输出电流和虚拟同步逆变器并入电网的并网点电压。
具体的，本实施例中，虚拟同步逆变器的输出电流包括输出电压、输出电流。本发明实施例中，将虚拟同步逆变器的输出电压记为us，将输出电流记为is，将并网点电压记为ug。
S22：判断输出电流携带的目标信息是否超出保护值。
具体的，本实施例中，结合图3对本步骤S22和步骤S23进行详细说明，图3为本发明实施例提供的一种用于虚拟同步逆变器的控制逻辑示意图。其中，输出电流携带的目标信息可以是输出电流is的瞬时值，保护值可以为设定的电流保护值。当虚拟同步逆变器的输出电流值大于电流保护值时，输出启动切换信号(即对应于图3中的故障触发模块)，此启动切换信号作为图3中故障综合模块的输入；同时，并网点电压经过峰值检测得到并网点电压的电压峰值，将电压峰值也作为故障综合模块的输入。此时，若输出电流携带的目标信息超出了保护值，则说明电网出现了故障，虚拟同步逆变器中产生了暂态冲击波电流。接下来执行步骤S23。
S23：利用输出电流和并网点电压的电压峰值将当前虚拟同步逆变器的虚拟同步逆变控制模式切换为滞环比较控制模式。
具体的，本实施例中，虚拟同步逆变器的虚拟同步逆变器的控制模式可以参见现有技术。在得到并网点电压的电压峰值后，发出切换信号将虚拟同步逆变器当前的虚拟同步逆变控制模式切换为滞环比较控制模式。下面结合图3和图4对虚拟同步逆变器的虚拟同步逆变控制模式进行介绍，图4为本发明实施例提供的另一种用于虚拟同步逆变器的控制逻辑示意图；当虚拟同步逆变器处于虚拟同步逆变控制模式时，S1、S2、S4处于位置1，S3处于位置2，SP和Sq均处于闭合状态。以虚拟同步逆变器的输出电流is，按照下式计算虚拟同步逆变器的虚拟同步逆变控制模式的输出无功功率Q和输出有功功率P：
上式中，Te为电磁转矩，Mf为模拟定子绕组与励磁绕组间的最大互感，If为励磁电流，为虚拟同步逆变器的角频率，θ为虚拟同步逆变器的虚拟转子的相位。符号<,>表示传统的点积运算。
然后将计算出的有功功率(有功功率计算可以参见无功功率的计算)无功功率分别输入至虚拟同步逆变控制模式中的有功环和无功环，然后虚拟同步逆变控制模式中的有功惯性下垂环接收有功功率输入进行惯性计算和下垂计算，得到参考波角速度ω，同时对角速度继续积分，得到参考波的相位角具体计算公式如下：
其中，Dp为虚拟机械摩擦系数，Tm为机械转矩给定值，为角频率参考值，J为虚拟转动惯量。
虚拟同步逆变控制模式中的无功惯性下垂环接收无功功率输入后进行惯性和下垂计算，得到虚拟励磁Mfif大小，计算公式如下：
其中，K为无功功率惯性环节系数，s为拉氏算子，Q*为虚拟同步逆变器输出无功功率的参考值。
Dq为无功-电压下垂系数，E*为并网点电压的电压幅值，E为虚拟同步逆变器内电势幅值。
然后与参考波角速度ω相乘得到输出信号的幅值，该幅值乘以参考波相位角的正弦值作为虚拟同步逆变器虚拟控制模式的输出，即虚拟同步逆变器的三相电压参考值(本发明实施例记为e)，具体计算公式如下：
以上各公式对应于图4中，分别用公式(1)、公式(2)、公式(3)以及公式(4)表示。
对于滞环控制模式，将在下文进行详细说明。
S24：提取并网点电压的正序电压的相位。
作为本发明可选的实施例，并网点电压的正序电压的相位的提取可以分为以下步骤(本发明实施例结合图5对并网点电压的正序电压的相位提取进行说明)：
应用对称分量法对并网点电压进行正负序分离，得到正序电压；
利用三相同步锁相环提取正序电压的相位。
请参见图5，图5是本发明实施例提供的一种提取并网点电压的正序电压的相位的逻辑结构示意图，图5中，并网点电压ug经过对称分量法对并网点电压进行正负序分离，得到正序电压ug +，然后正序电压ug +经过park变换得到q轴正序电压分量vq +和d轴正序电压分量vd +，然后q轴正序电压分量vq +经过PI控制器结合并网点电压的估计角频率ω0和额定角频率ωff对其进行积分，得到最终的并网点电压的正序电压的相位θg +。
S25：利用正序电压的相位、保护值和虚拟同步逆变控制模式的输出相角计算滞环比较控制模式的参考电流。
具体的，本实施例结合图6对步骤S25进行详细说明，请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种滞环比较控制模式中的参考电流的计算逻辑示意图，图6中，输入正序电压的相位θg +，结合虚拟同步逆变控制模式的输出相角δ和电流保护值Iset得到滞环比较控制模式的参考电流iset，参考电流iset包括A相参考电流isetA、B相参考电流isetB以及C相参考电流isetC。
S26：计算参考电流与输出电流中的输出电流的差值并将差值作为滞环比较控制模式中滞环比较器的输入。
如图4所示的，得到参考电流iset后，将虚拟同步逆变器的输出电流is与参考电流iset作差，并将该差值输入至滞环比较器。
S27：将滞环比较器的输出作为虚拟同步逆变器的驱动控制信号并利用驱动控制信号将虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流控制在与参考电流对应的正常范围。
此时滞环比较器的输出作为IGBT的驱动信号驱动IGBT的通断状态，从而将虚拟同步逆变器中的暂态冲击电流控制在参考电流对应的正常范围，达到了抑制暂态冲击电流的目的。
可见，本发明实施例公开的一种用于虚拟同步逆变器的控制方法，在通过将虚拟同步逆变器的输出电流与保护值进行比较判断出电网处于非对称故障状态之后，将虚拟同步逆变器由当前的虚拟同步逆变控制模式切换为滞环比较控制模式，滞环比较控制模式是利用滞环比较器的输出对虚拟同步逆变器的暂态冲击电流进行控制，首先是利用并网点电压的正序电压的相位计算滞环比较控制模式的参考电流，然后将参考电流和输出电流的差值作为滞环比较控制模式中滞环比较器的输入，此时滞环比较器根据输入的电流的差值输出驱动控制信号，从而利用驱动控制信号控制虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流处于参考电流的正常范围。因此，采用本方案，由于滞环控制模式其本身具有响应速度快的优点，其可以同步虚拟同步逆变器的故障响应速度，快速的对虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流进行控制，并将其控制在于参考电流的正常范围内。达到了快速抑制虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流的目的。
在电网故障时，将虚拟同步逆变器的虚拟同步逆变控制模式切换为了滞环比较控制模式，当电网恢复正常时，则可以再将虚拟同步逆变器的滞环比较控制模式再切换至虚拟同步逆变控制模式以保证对虚拟同步逆变器的虚拟同步控制。因此，本发明在基于图2的基础上，提供了第二种用于虚拟同步逆变器的控制方法，请参见图7，图7为本发明实施例公开的另一种用于虚拟同步逆变器的控制方法流程示意图，作为本发明可选的实施例，在步骤S27之后，还包括：
S28：检测并网点电压是否恢复正常，若恢复正常，则进入步骤S29，若未恢复正常，则进入步骤S30。
S29：将虚拟同步逆变器的滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式。
S30：保持滞环比较控制模式直至并网点电压恢复正常。
具体的，本实施例中，在将滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式时，可以采用以下方式：
将虚拟同步逆变器的输出电流转换至dq双相旋转坐标系，得到d轴输出电流分量和q轴输出电流分量；
利用d轴输出电流分量和q轴输出电流分量计算电网故障时的有功功率参考值和无功功率参考值；
依据有功功率参考值和无功功率参考值确定切换信号以将滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式。
具体的，关于电网故障时的有功功率参考值Pset和无功功率参考值Qset可以结合图8求解，图8是本发明实施例提供的一种有功功率参考值和无功功率参考值的逻辑计算示意图。图8中，首先将虚拟同步逆变器的输出电流，a相isa、b相isb和c相isc由abc坐标系转换至dq双相旋转坐标系，得到d轴输出电流分量isd和q轴输出电流分量isq，然后分别与相乘，得到有功功率参考值Pset和无功功率参考值Qset。求解出有功功率参考值Pset和无功功率参考值Qset后，结合图4，将滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式。即对应于图3和图4中，将S1、S2、S4处于位置2，S3处于位置1，SP和Sq均处于断开状态。
下面对本发明实施例公开的一种用于虚拟同步逆变器的控制装置进行说明，请参见图9，图9为本发明实施例公开的一种用于虚拟同步逆变器的控制装置结构示意图，该装置包括：
获取模块901，用于获取虚拟同步逆变器的输出电流和虚拟同步逆变器并入电网的并网点电压；
第一判断模块902，用于判断输出电流携带的目标信息是否超出保护值；若目标信息超出保护值，则电网处于非对称故障状态，进入第一切换模块903；
第一切换模块903，用于利用输出电流和并网点电压的电压峰值将当前虚拟同步逆变器的虚拟同步逆变控制模式切换为滞环比较控制模式；
提取模块904，用于提取并网点电压的正序电压的相位；
第一计算模块905，用于利用正序电压的相位、保护值和虚拟同步逆变控制模式的输出相角计算滞环比较控制模式的参考电流；
第二计算模块906，用于计算参考电流与输出电流中的输出电流的差值并将差值作为滞环比较控制模式中滞环比较器的输入；
控制模块907，用于将滞环比较器的输出作为虚拟同步逆变器的驱动控制信号并利用驱动控制信号将虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流控制在与参考电流对应的正常范围。
可见，本发明实施例公开的一种用于虚拟同步逆变器的控制装置，在通过将虚拟同步逆变器的输出电流与保护值进行比较判断出电网处于非对称故障状态之后，将虚拟同步逆变器由当前的虚拟同步逆变控制模式切换为滞环比较控制模式，滞环比较控制模式是利用滞环比较器的输出对虚拟同步逆变器的暂态冲击电流进行控制，首先是利用并网点电压的正序电压的相位计算滞环比较控制模式的参考电流，然后将参考电流和输出电流的差值作为滞环比较控制模式中滞环比较器的输入，此时滞环比较器根据输入的电流的差值输出驱动控制信号，从而利用驱动控制信号控制虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流处于参考电流的正常范围。因此，采用本方案，由于滞环控制模式其本身具有响应速度快的优点，其可以同步虚拟同步逆变器的故障响应速度，快速的对虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流进行控制，并将其控制在于参考电流的正常范围内。达到了快速抑制虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流的目的。
基于上述实施例，作为可选的实施例，提取模块904包括：
分离单元，用于应用对称分量法对并网点电压进行正负序分离，得到正序电压；
提取单元，用于利用三相同步锁相环提取正序电压的相位。
基于上述实施例，作为可选的实施例，还包括：
第二判断模块，用于判断并网点电压的是否恢复正常；若恢复正常，则进入第二切换模块；若未恢复正常，则保持滞环比较控制模式直至并网点电压恢复正常。
第二切换模块，用于将虚拟同步逆变器的滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式。
基于上述实施例，作为可选的实施例，第二切换模块包括：
转换单元，用于将虚拟同步逆变器的输出电流转换至dq双相旋转坐标系，得到d轴输出电流分量和q轴输出电流分量；
计算单元，用于利用d轴输出电流分量和q轴输出电流分量计算电网故障时的有功功率参考值和无功功率参考值；
确定单元，用于依据有功功率参考值和无功功率参考值确定切换信号以将滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式。
请参见图10，图10为本发明实施例提供的一种用于虚拟同步逆变器的控制设备结构示意图，包括：
存储器100，用于存储控制程序；
DSP和FPGA组合控制器101，用于执行存储器中存储的控制程序以实现以上任一实施例提到的用于虚拟同步逆变器的控制方法的步骤。
本实施例提供的一种用于虚拟同步逆变器的控制设备，由于可以通过处理器调用存储器存储的控制程序，实现如上述任一实施例提供的用于虚拟同步逆变器的控制方法的步骤，所以本控制设备具有同上述用于虚拟同步逆变器的控制方法同样的实际效果。
以上对本申请所提供的一种用于虚拟同步逆变器的控制方法、装置及设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

Claims (10)

1.一种用于虚拟同步逆变器的控制方法，其特征在于，包括：
获取虚拟同步逆变器的输出电流和所述虚拟同步逆变器并入电网的并网点电压；
判断所述输出电流携带的目标信息是否超出保护值；
若所述目标信息超出所述保护值，则所述电网处于非对称故障状态，执行以下步骤：
利用所述输出电流和所述并网点电压的电压峰值将当前所述虚拟同步逆变器的虚拟同步逆变控制模式切换为滞环比较控制模式；
提取所述并网点电压的正序电压的相位；
利用所述正序电压的相位、所述保护值和所述虚拟同步逆变控制模式的输出相角计算所述滞环比较控制模式的参考电流；
计算所述参考电流与所述输出电流的差值并将所述差值作为所述滞环比较控制模式中滞环比较器的输入；
将所述滞环比较器的输出作为所述虚拟同步逆变器的驱动控制信号并利用所述驱动控制信号将所述虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流控制在与所述参考电流对应的正常范围。
2.根据权利要求1所述的用于虚拟同步逆变器的控制方法，其特征在于，所述判断所述输出电流携带的目标信息是否超出保护值包括：
判断所述输出电流携带的电流值是否超出所述保护值。
3.根据权利要求1所述的用于虚拟同步逆变器的控制方法，其特征在于，所述提取所述并网点电压的正序电压的相位包括：
应用对称分量法对所述并网点电压进行正负序分离，得到所述正序电压；
利用三相同步锁相环提取所述正序电压的相位。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的用于虚拟同步逆变器的控制方法，其特征在于，在所述利用所述驱动控制信号将所述虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流控制在与所述参考电流对应的正常范围之后，还包括：
判断所述并网点电压的是否恢复正常；
若恢复正常，则将所述虚拟同步逆变器的滞环比较控制模式切换为所述虚拟同步逆变控制模式；
若未恢复正常，则保持所述滞环比较控制模式直至所述并网点电压恢复正常。
5.根据权利要求4所述的用于虚拟同步逆变器的控制方法，其特征在于，所述将所述虚拟同步逆变器的滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式包括：
将所述虚拟同步逆变器的输出电流转换至dq双相旋转坐标系，得到d轴输出电流分量和q轴输出电流分量；
利用所述d轴输出电流分量和所述q轴输出电流分量计算所述电网故障时的有功功率参考值和无功功率参考值；
依据所述有功功率参考值和所述无功功率参考值确定切换信号以将所述滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式。
6.一种用于虚拟同步逆变器的控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取虚拟同步逆变器的输出电流和所述虚拟同步逆变器并入电网的并网点电压；
第一判断模块，用于判断所述输出电流携带的目标信息是否超出保护值；若所述目标信息超出所述保护值，则所述电网处于非对称故障状态，进入第一切换模块；
所述第一切换模块，用于利用所述输出电流和所述并网点电压的电压峰值将当前所述虚拟同步逆变器的虚拟同步逆变控制模式切换为滞环比较控制模式；
提取模块，用于提取所述并网点电压的正序电压的相位；
第一计算模块，用于利用所述正序电压的相位、所述保护值和所述虚拟同步逆变控制模式的输出相角计算所述滞环比较控制模式的参考电流；
第二计算模块，用于计算所述参考电流与所述输出电流中的输出电流的差值并将所述差值作为所述滞环比较控制模式中滞环比较器的输入；
控制模块，用于将所述滞环比较器的输出作为所述虚拟同步逆变器的驱动控制信号并利用所述驱动控制信号将所述虚拟同步逆变器产生的暂态冲击电流控制在与所述参考电流对应的正常范围。
7.根据权利要求6所述的用于虚拟同步逆变器的控制装置，其特征在于，所述提取模块包括：
分离单元，用于应用对称分量法对所述并网点电压进行正负序分离，得到正序电压；
提取单元，用于利用三相同步锁相环提取所述正序电压的相位。
8.根据权利要求6所述的用于虚拟同步逆变器的控制装置，其特征在于，还包括：
第二判断模块，用于判断所述并网点电压的是否恢复正常；若恢复正常，则进入第二切换模块；若未恢复正常，则保持所述滞环比较控制模式直至所述并网点电压恢复正常；
所述第二切换模块，用于将所述虚拟同步逆变器的滞环比较控制模式切换为所述虚拟同步逆变控制模式。
9.根据权利要求8所述的用于虚拟同步逆变器的控制装置，其特征在于，所述第二切换模块包括：
转换单元，用于将所述虚拟同步逆变器的输出电流转换至dq双相旋转坐标系，得到d轴输出电流分量和q轴输出电流分量；
计算单元，用于利用所述d轴输出电流分量和所述q轴输出电流分量计算所述电网故障时的有功功率参考值和无功功率参考值；
确定单元，用于依据所述有功功率参考值和所述无功功率参考值确定切换信号以将所述滞环比较控制模式切换为虚拟同步逆变控制模式。
10.一种用于虚拟同步逆变器的控制设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储控制程序；
DSP和FPGA组合控制器，用于执行所述控制程序中存储的计算机程序以实现如权利要求1至5任一项所述的用于虚拟同步逆变器的控制方法的步骤。
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