CN109787271A - 能源利用系统及相应的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能源利用系统及相应的实现方法，由每一个电压转换器从相应的一个光伏组件吸取电能，由逆变器汇聚多个电压转换器的输出功率。逆变器还用于：收集关于多个光伏组件各自产生的对外功率的数据；收集由电压转换器所确定的关于光伏组件的最大功率点电压的信息。确定该第一类组件的数量，由母线参考电压对第一类组件和第二类组件各自分别所对应的电压转换器配置电压增益，逆变器根据多个光伏组件总功率的波动而动态的调节母线参考电压，在当前的总功率趋于增加时则抬升当前的母线参考电压，或者在当前的总功率趋于降低时则拉低母线参考电压。

Description

能源利用系统及相应的实现方法

技术领域

本发明主要涉及到太阳能这种新能源的发电领域，更确切的说，是涉及到在含有光伏组件的发电系统中提出了对直流电源实施功率优化的方案，保障光伏组件在较为安全可靠的工作前提下实现整个发电系统的功率最大程度的优化。

背景技术

在传统的集中式和电池组串式的集成优化功能的逆变器中，只能完成组件串联形成的电池组串级别的最大功率点跟踪，一旦电池阵列中个别组件老化、损坏或处于被阴影遮挡的状态时，将严重影响该阵列组件及整个发电系统的发电效能。为顺应市场需求，行业内基于其微型逆变器在中小型屋顶电站的成功，通过功率优化器的推出，把功率优化延伸覆盖到大型地面电站及大型屋顶电站，主要的核心思想是为每一块电池板都配备一个功率优化器而单独执行最大功率点追踪，来替代传统的电池组串级别的功率优化。当前涉及到功率优化器的产品采用个体电池分别优化的最新技术，为各种规模的老旧电站的改装可提供最佳的效能提升方案，因为电池板只要附加额外的功率优化器即可，从老旧电站的改造规模而言不需要付出高额的成本风险。功率优化器还兼顾新建电站的建设。

太阳能发电系统的成本负担是光伏组件，光伏电池不是按照设想的那样能够作为完美的直流电源，常规的蓄电池或干电池的输出特性是稳态性能好，电源的波动小，然而光伏电池的输出特性，无论是输出电流还是输出电压以及输出的对外功率，都是随着环境温度和光辐照强度等一些外部因素的变化而变化，导致了通常的光伏组件在能量的优化方面无法达到最优的吸收。太阳能发电系统中，光伏组件的制造商家通常被要求电池的寿命必须达到二十多年，光伏组件是逐步老化的，电池性能和品质在二十多年的寿命时段内是不停的衰退和衰减，同一厂商制造的不同电池之间的工作曲线也并非完全一致，不同的厂商制造的不同电池之间更难完美匹配，光伏电站采用的众多电池板更导致了电池之间的老化程度不一致、电池特性不一致。光伏电站的弊端还在于不匹配问题，譬如电压和电流的组合不匹配造成的，电池被建筑物遮挡、表面吸附灰尘、鸟粪和云层遮挡、程度不同的老化和环境温度及辐射强度的急剧变化等，光伏组件的不匹配问题直接导致光伏组件产生不平衡的功率损失，功率优化器在挽回整个发电系统的功率损失方面举足轻重。

光伏电池板输出的最大功率点取决于优选的输出电流乘以优选的输出电压，在任何环境条件的状态下，存在规律：每块光伏电池都存在着某个最大的功率点，它对应于光伏组件的最大功率输出量和视为跟踪量。关于最大功率点的追踪方案，在业界很多现有技术已经进行广泛的讨论，如中国专利申请201110097292.1披露的光伏功率优化器包含多路串联并行的电池组件，每一个电池连接一个带优化功能的功率优化器，且每个电池板模块的输出在功率优化器模块的输入点接入，有益效果在于功率优化器监控并优化每块光伏电池板的电能，即使组件阵列中任意某一块电池板出现失配问题时，其他的电池仍然能够输出最大功率，以追求能够补偿因失配问题而产生的发电量损失的效果，作为直流电源模块的功率优化器可以快速的和轻松地安装在太阳能电站的光伏发电系统中。

发明内容

在可选的实施例中，本申请披露了一种供电系统或能源利用系统，包括：

数量为N的多个电压转换器，每一个电压转换器从相应的一个光伏组件吸取电能；

逆变器，汇聚多个电压转换器的输出功率；

数量为N的多个光伏组件中定义第一、第二类组件分别被遮挡、未被遮挡；

提供给逆变器的母线电压等于多个电压转换器各自的输出电压的叠加值；

逆变器还用于：

收集关于多个光伏组件各自产生的对外功率P₁、P₂、…P_N的数据；

收集由电压转换器所确定的关于光伏组件的最大功率点电压V_MP的信息；

确定该第一类组件的数量M，N为超过1的自然数及0≤M≤N；

由母线参考电压V_REF对第一、第二类组件对应的电压转换器配置电压增益G₁、G₂；

规定G₁≤G₂，例如满足G₁≤1≤G₂或者G₁≤G₂＜1等；

逆变器根据总功率P₁＋P₂＋…P_N的波动而动态的调节母线参考电压V_REF，在当前的总功率趋于增加时则抬升当前的母线参考电压V_REF，或者在当前的总功率趋于降低时则拉低母线参考电压V_REF。

上述的能源利用系统，其中：

母线参考电压V_REF和电压增益G₁、G₂满足以下函数关系：

V_REF＝M×G₁×V_MP＋(N－M)×G₂×V_MP。

上述的能源利用系统，其中：

电压增益G₁、G₂之间的关系满足G₁＝K×G₂，K为遮挡影响因子，第一类组件在其所处环境的条件下没有被遮挡而应该产生的预期功率为P_TAG，第一类组件在其所处环境的条件下被遮挡而产生的实际功率为P_ACT，K＝P_ACT/P_TAG。

上述的能源利用系统，其中：

第一类组件对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益G₁≤1时保持将第一类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点；以及

第二类组件对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益1≤G₂时保持将第二类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点。

上述的能源利用系统，其中：

逆变器在上限值V_H和下限值V_L之间调节母线参考电压V_REF：

其中V_H等于电压转换器的最大额定输出电压值V_MX乘以（M×K＋N－M）；

其中V_L等于电压转换器的最小额定输出电压值V_MN乘以（M×K＋N－M）。

上述的能源利用系统，其中：

逆变器调节母线电压的方式为：

基于逆变器输出的交流电流所建立的内环PI控制器和基于母线电压所建立的外环PI控制器而产生SPWM调制信号；

外环PI控制器将母线参考电压V_REF设为给定指令值以及同步调节母线电压的实际输入电压对母线参考电压V_REF的偏差；

内环PI控制器将外环PI控制器给出的电流参考值乘以逆变器输出的交流电压的相位计算的结果设为给定指令值以及同步调节逆变器输出的交流电流对该结果的偏差，逆变器输出的交流电压被负反馈到内环PI控制器的输出量上；

所述的SPWM调制信号用来驱动逆变器产生交流电。

上述的能源利用系统，其中：

电压转换器为Buck电路、Boost电路、Buck-Boost电路、CUK电路之一。

在可选的实施例中，本申请披露了一种供电或能源利用的实现方法，包括：

提供数量均为N的多个电压转换器和多个光伏组件，多个电压转换器与多个光伏组件以一对一的方式进行功率转换，自然数N＞1；

提供对多个电压转换器的输出功率进行汇聚的一个逆变器，其中为逆变器供电的母线电压等于多个电压转换器各自的输出电压的叠加值；

判断遮挡的第一类组件的数量M和未遮挡的第二类组件的数量N－M，0≤M≤N；

收集关于多个光伏组件各自产生的对外功率P₁、P₂、…P_N的数据；

收集由电压转换器所确定的关于光伏组件的最大功率点电压V_MP的信息；

计算遮挡影响因子K和执行母线电压计算，母线电压计算是通过先估算出一个母线参考电压V_REF并钳制母线电压逼近该母线参考电压V_REF；

V_REF＝M×G₁×V_MP＋(N－M)×G₂×V_MP；

根据母线参考电压V_REF为第一类组件对应的电压转换器配置电压增益G₁和为第二类组件对应的电压转换器配置电压增益G₂，规定G₁≤G₂，电压增益G₁、G₂两者之间的关系满足G₁＝K×G₂；例如满足G₁≤1≤G₂或者G₁≤G₂＜1等；

逆变器根据总功率P₁＋P₂＋…P_N的波动而动态的调节母线参考电压V_REF，如果当前的总功率趋于增加时则抬升当前的母线参考电压V_REF，或者如果当前的总功率趋于降低时则拉低母线参考电压V_REF。

上述的方法，其中：

计算遮挡影响因子K的方法至少包括：统计第一类组件在其所处环境的条件下没有被遮挡而应该产生的预期功率为P_TAG，测量第一类组件在其所处环境的条件下被遮挡而产生的实际功率为P_ACT，则K＝P_ACT/P_TAG。

上述的方法，其中：

第一类组件所对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益G₁≤1时将第一类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点；以及

第二类组件所对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益1≤G₂时将第二类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点。

上述的方法，其中：

为第一类组件对应的电压转换器配置电压增益G₁和为第二类组件对应的电压转换器配置电压增益G₂后检测母线电压是否在规定范围内浮动；

母线电压的校正是通过在上限值V_H和下限值V_L之间调节母线参考电压V_REF：

其中上限值V_H等于电压转换器的最大额定输出电压值V_MX乘以（M×K＋N－M）；

其中下限值V_L等于电压转换器的最小额定输出电压值V_MN乘以（M×K＋N－M）；

上述的方法，其中：

逆变器钳制母线电压逼近母线参考电压V_REF的方式为：

基于逆变器输出的交流电流所建立的内环PI控制器和基于母线电压所建立的外环PI控制器而产生SPWM调制信号；

外环PI控制器将母线参考电压V_REF设为给定指令值以及同步调节母线电压的实际输入电压对母线参考电压V_REF的偏差；

内环PI控制器将外环PI控制器给出的电流参考值乘以逆变器输出的交流电压的相位计算的结果设为给定指令值以及同步调节逆变器输出的交流电流对该结果的偏差，逆变器输出的交流电压被负反馈到内环PI控制器的输出量上；

所述的SPWM调制信号用来驱动逆变器产生交流电。

附图说明

为使上述目的和特征及优点能够更加明显易懂，下面结合附图对具体实施方式做详细的阐释，阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本申请的特征和优势将显而易见。

图1是众多的光伏组件先串联连接后再将总功率提供给逆变器的示意图。

图2是光伏组件配置的功率优化器和逆变器通信实现数据交互的示意图。

图3是发电系统设定母线电压和设定各个功率优化器的电压增益的范例。

图4是逆变器动态的调节母线电压和设定输出交流电的交流特性的范例。

具体实施方式

下面将结合各实施例，对本发明的技术方案进行清楚完整的阐述，但所描述的实施例仅是本发明用作叙述说明所用的实施例而非全部的实施例，基于该等实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的方案都属于本发明的保护范围。

无论是分布式还是集中式光伏电站，值得关注的问题之一是：阴影遮挡造成众多光伏组件之间的失配；问题之二是：光伏组件的电池输出特性体现在输出电压和输出电流与光照强度和环境温度等外部因素存在着密切的关联，外部环境因素的不确定性，导致最大输出功率和最大功率点的对应电压跟随着外部因素的变化而变化。基于这些疑虑，考虑外部因素而实现电池的最大功率点追踪是本申请的目的。

参见图1，光伏组件阵列是光伏发电系统从光能到电能转换的基础，光伏组件阵列中安装有多个电池组串，电池组串由多个串联连接的光伏组件PV1至PVN串接构成。每块光伏组件或称电池均配有执行最大功率追踪演算的电压转换器或功率优化器。在某个电池组串中譬如第一级光伏组件PV1产生的电能由第一级电压转换器CH1进行功率转换以执行功率优化，以及第二级光伏组件PV2产生的电能由第二级电压转换器CH2进行功率转换以执行功率优化，依此类推，直至第N级的光伏组件PVN所产生的电能由第N级的电压转换器CHN进行功率转换以执行功率优化，N为不低于1的自然数。电压转换器又称最大功率点跟踪器，通常使用特定类型的拓扑电路来搜索最大功率点，并允许电压转换器从光伏组件中提取尽可能大的最大功率。

参见图1，设定第一级电压转换器CH1输出电压V_O1，第二级电压转换器CH2输出电压V_O2，…依此类推，直至第N级的电压转换器CHN输出电压V_ON。任意一串光伏电池组串上总的串级电压通过计算大约为V_O1+V_O2+…V_ON=V_BUS。不同的多组电池组串并联连接在母线LA和LB之间：如果定义多级电压转换器CH1-CHN构成某个链路则不同的多个链路并联连接在母线LA和LB之间。光伏组件阵列提供的总的电能由直流母线输送给能源/能量收集装置，能源收集装置的类型有多种选择，至少包括图1中可将直流电逆变成交流电的逆变器INVT或包括为蓄电池充电的充电器等。实质上图1中的光伏组件仅仅是作为直流电源也即被优化对象的特定范例，电压转换器不但兼容晶硅电池板，还可以匹配到部分薄膜电池中，光伏组件也可以被替换成化学电池或电瓶或蓄电池等，电压转换器更广泛的意义是对不同类型的直流电源实施功率优化，如风能和燃料电池等。现有技术中针对直流电源的最大功率追踪的任何方案同样适用于本申请的电压转换器，最常见的最大功率追踪法有恒定电压法、电导增量法、扰动观察法等，譬如使用的开路电压法和短路电流法等属于相对较为简单的方案，但是追踪精度相对较低。

参见图1，电压转换器归属于电力电子设备，主要目的是实现个体光伏组件的最大功率点跟踪的功能。降压Buck电路、升压Boost电路、升降压Buck-Boost电路和另外丘克变换器CUK电路等，是适用于光伏电压转换器的主电路拓扑。该等主电路拓扑本质上还是属于开关电源SMPS系统的范畴，开关电源系统通常是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关电源实现的功率变换是其核心部分，为了满足高功率密度要求，变换器需要工作在高频状态并且开关晶体管要采用开关速度高、导通和关断时间短的功率开关，譬如功率晶闸管、功率场效应晶体管和绝缘型双极型晶体管等。开关变换器的主要控制方式分为脉冲宽度调制、脉冲频率调制等多种，常用脉宽调制方案。本申请的开关电源转换器所体现出的是一个直流电到直流电的降压或升压的电压变换器，电压转换器对单组件进行最大功率优化后，能量被传输给逆变器进行直流到交流电的处理后，供本地使用或并网。逆变器INVT通常可以是无最大功率追踪的纯逆变设备或配有二级最大功率追踪的逆变设备。

参见图2，以数量为N的多个光伏组件PV1-PVN和相应的数量为N的串联的电压转换器CH1-CHN以及配套的逆变器INVT作为范例来阐释整个发电系统。电压转换器有耦合到光伏组件的输入端和提供输出功率的输出端。譬如第一级电压转换器CH1输入侧的第一输入端耦合到第一级光伏组件PV1的正极，第一级电压转换器CH1输入侧的第二输入端耦合到第一级光伏组件PV1的负极，输入侧接收到的电能被转换成在第一级电压转换器CH1输出侧的第一输出端和第二输出端处的输出功率。光伏组件PV2-PVN和电压转换器CH2-CHN的对应关系已经展示在图中。要求电压转换器CH1-CHN按照如下规律串联连接：串联的多级电压转换器CH1-CHN提供的总的串级电压等于它们各自的输出电压的叠加值。从而：在第一级电压转换器CH1耦合到的母线LA和在第N级的电压转换器CH10耦合到的母线LB之间可以提供总的串级电压V_BUS=V_O1+V_O2+…V_ON。功率优化器的最主要的核心意义在于：某个电压转换器需要将与之配对某个直流电源的输出电流和输出电压设置成该直流电源的最大功率点，换言之，电压转换器需要将自身的输出电流设置成与其配对的直流电源的输出电流无直接关联性，电压转换器需要将自身的输出电压设置成与其配对的直流电源的输出电压无直接关联性。

参见图2，传统串联型的功率优化器采用的是固定电压的设计理念。逆变器根据交流端电压确认一个稳定的直流母线的电压，汇总串联的功率优化器收集的最大功率，进而计算出母线电流并通过无线或电力载波信号传输给功率优化器。功率优化器输出端的电压等于收集的组件最大功率的功率除以母线电流。如多级电压转换器CH1-CHN收集的最大功率被输送给逆变器INVT，光伏组件PV1-PVN提供的总功率除逆变器INVT的直流母线的固定电压就能计算出母线电流I_O。组件出现被遮挡的情况后，被遮挡的电池所对应的功率优化器根据伏安曲线重新确定最大输出功率值，通过通信手段传输给逆变器。在维持直流母线电压不变的前提下，重新计算母线电流如变小并反馈给各电压转换器。此时被遮挡的光伏组件的功率降低，它对应的电压转换器也会降压来确认输出电流达标。其他未被遮挡的光伏组件的电压转换器则会升压来达标输出电流，这个动态的调节程序其实是电压补足的过程，从而提供给逆变器的直流端母线电压被稳定。固定电压的设计理念，极易导致未被遮挡的光伏组件对应的电压转换器的输出电压可能超过电压转换器自身的电压耐受范围，部分组件遮挡越严重时这一问题愈发突出。

参见图2，多级电压转换器CH1-CHN均配置有处理器，除了执行MPPT是由处理器输出的脉冲宽度调制信号PWM实现的，处理器和它配置的外设硬件还可以采集直流电源或电压转换器的各类目标参数，相当于数据采集器，因为逆变器INVT能撷取这些目标参数数据是十分有意义的，如基于每个电池组串的总功率来计算母线电流和调节母线电压以及将各类数据传送到云端服务器作为备份或供调用等。在可选的实施例中外设硬件可以将光伏组件的电压和电流、功率以及温度和发电量等等一系列的相关指定目标参数信息进行采集，例如电压参数由电压传感器、电流参数由电流传感器、温度参数由温度感应器等外设硬件采集、光照辐射强度有光照传感器采集。很容易理解，外设硬件的种类越多处理器能够得到的和光伏组件相关的参数种类也就越多，但成本会增加所以需要折衷。在更简单的实施例中，各类目标参数还可以包括通过环境监测仪来侦测到的光伏组件所处的周边环境因素数据：环境温度及湿度、风速、光照强度和气压等，可见环境监测仪是一种高集成度的数据采集器。电压转换器彼此之间通过无线通信或载波通信可以互传数据或者电压转换器和逆变器INVT之间通过无线通信或载波通信互传数据。

参见图3，太阳能这种能源被有效利用的实现方法，包括提供数量为N的电压转换器和数量为N的光伏组件，电压转换器CH1-CHN与光伏组件PV1-PVN以一对一的方式进行功率转换，自然数N＞1。提供一个用于对电压转换器CH1-CHN的输出功率进行汇聚的逆变器INVT，其中，为逆变器INVT供电的母线电压V_BUS等于多个电压转换器各自的输出电压V_O1+V_O2+…V_ON的叠加值，逆变器是直流电到交流电的转换设备。

参见图3，以开始步骤S110为例，需要判断出遮挡的第一类组件的数量M和未遮挡的第二类组件的数量N－M，定义第一类组件和第二类组件分别被遮挡、未被遮挡，所以整个光伏组件的数量仍然是M加上N－M等于N，也即步骤S120表示的遮挡比例计算程序而且这种遮挡比例等于M/N，自然数M和N满足0≤M≤N，如果M等于零则表示所有的组件都被遮挡了，而如果M等于N则表示所有的组件都没有遮挡。

参见图3，全部的光伏组件PV1-PVN当中那些是第一类组件而那些是第二类组件需要有判断依据，阴影遮挡最直接的映射到光伏组件的性能参数上的表现就是：被遮挡的那些组件的输出的对外功率降低，未被遮挡的那些组件的输出的对外功率则相对较高。因此判断依据可以从组件的输出的对外功率是否高于预设阈值来甄别：不低于预设阈值的那些组件可以被定义为第二类组件，比阈值低的那些组件可以被定义为第一类组件。更精准的判断方法还可以利用电压传感器来采样光伏组件的输出电压和利用电流传感器采样光伏组件的输出电流计算得到其输出的对外功率，同时，利用光照传感器判断光伏组件所处环境的实际光照辐射度和利用温度传感器判断光伏组件所处环境的实际温度，由实际光照辐射度和实际温度推定出未遭受任何遮挡的光伏组件原本应该产生的标准预期功率，将其视为预设阈值，或取预期功率乘以预定比例值γ（0＜γ≤1）计算的结果作为阈值，此时判断依据可以从组件的输出的对外功率是否高于这样的阈值来甄别。标准预期功率应该是光伏组件所处环境的实际光照辐射度和实际温度条件下的最大功率。未遭受遮挡的光伏组件原本应该产生的标准预期功率还可以根据处理器调取保存的历史数据，光伏组件被记录下的历史发电数据中所备份的在没有遮挡而具有V_MP和I_MP时的功率，可以被视为预期功率并保存到处理器自带的或外部存储器/存储单元中以供处理器随时调用。

参见图3，此外判断依据还可以根据光伏组件的实际输出电流来判断，因为在光照辐射度变化时，光伏组件的最大功率点对应的电压V_MP的漂移程度非常小，也即不太敏感于光照变化，但是光伏组件的输出电流非常敏感于光照辐射度的变化程度，在根据组件周围的实际光照辐射度和实际温度来推定出未遭受任何遮挡的光伏组件的原本应该产生的标准预期功率时，光伏组件的最大功率点电压V_MP和相应的最大功率点电流I_MP实际上就确定了，譬如功率优化器带有的MPPT模块的功能之一就是确认最大功率点电压和最大功率点电流，在图3中用步骤S300来表征确定光伏组件的最大功率点电压V_MP和相应的最大功率点电流I_MP的程序，后文会继续介绍当前技术在确定这些参数时所使用到的各种可行的方案。在可选实施例中，判断依据可以从组件的被测量的实际输出电流是否低于电流界定数值来甄别，电流界定数值例如取最大功率点电流，或者将最大功率点电流乘以预定比例值β（0＜β≤1）计算的结果作为电流界定数值，判断依据可以从组件的输出电流的是否低于这样的界定数值来甄别：输出电流不低于界定数值的那些组件可以被定义为第二类组件，输出电流比界定数值低的那些组件可以被定义为第一类组件。

参见图3，功率优化器也即电压转换器CH1-CHN的功能在于能够检测出光伏组件的最大功率点电压，功率优化器常用的MPPT方法的原理及特点：早期用于光伏组件的输出功率控制主要利用电压回授法Constant Voltage Tracking，这种跟踪方式忽略了温度对太阳电池的开路电压的影响，所以开路电压法和短路电流法被提出来了，它们的共性基本是非常近似的处理最大功率点。为了更精准的捕获最大功率点，扰动观察法和占空比扰动法甚至电导增量法等被提出来了。扰动观察法工作原理为测量当前阵列输出功率，然后在原输出电压上增加一个小电压分量扰动，其输出功率会发生改变，测量改变后的功率并比较改变前后功率的大小即可知道功率变化的方向，如果功率增大就继续使用原扰动而如果减小则改变原扰动方向。占空比扰动的工作原理为：光伏阵列和负载之间的接口通常采用脉冲宽度调制信号控制的电压变换器，通过调整脉冲宽度调制信号的占空比来调节变换器的输入与输出关系，从而实现阻抗匹配的功能，因此占空比的大小实质上已经决定了光伏电池的输出功率的大小。电导增量法与前述扰动观察法可说是殊途同归，最大的差别仅仅在于逻辑判断式与测量参数，虽然增量电导法仍然是以改变光伏电池输出电压来达到最大功率点，但是借着修改逻辑判断式来减少在最大功率点附近的振荡现象，使其更适应于日照强度和温度瞬息变化的气候条件。实际测量法、模糊逻辑法、功率数学模型法、间歇扫描跟踪法、最优梯度法、三点重心比较法等属于不太常用的最大功率点追踪方案，藉此我们可以获悉所谓的MPPT算法是多样性的，本申请不再赘述。

参见图3，考虑到光伏组件的输出特性是非线性的直流电源，光照传感器和温度传感器及电压传感器和电流传感器等参数传感器的相互配合，完全能够映射出光伏组件的外部环境因素和实际的工作状态。在光照强度不同的辐射等级下光伏组件的功率-电压曲线也不相同，大致可归纳为：在光照强度不一致的情况下，光伏组件的功率-电压曲线表现的特性是辐射强度越大，光伏电池的输出功率越大，反之则输出功率越小。光照强度变化譬如阴影遮挡会导致光伏组件的最大功率点发生改变，电压转换器需要在功率-电压上去追踪最大功率点。光伏组件的特性还在于短路电流随着光照强度的变化而变化，光照越强则短路电流越大，开路电压略微增大但认为它几乎不发生较大幅度的变化。光伏电池的输出特性与温度也有关，表现为温度越高，短路电流略微变大，但开路电压降低，最大输出功率越小。在基本相同的外部环境条件下，光伏组件有唯一的最大输出功率点，在最大功率点左侧，光伏组件的输出功率随光伏组件的输出电压上升而呈现线性上升趋势，到达最大功率点后，光伏组件的输出功率迅速下降，最大功率点右侧的功率下降的速度远大于它在最大功率点左侧的上升速度。在最大功率追踪的恒定电压法中，认为光伏组件的最大功率点对应的输出电压大约等于光伏组件的开路电压的70%-80％左右。

参见图3，通过前文提及的辅助电流传感器和电压传感器等外设硬件，可以主动的收集关于多个光伏组件PV1-PVN各自产生的对外功率P₁、P₂、…P_N的数据，和收集由电压转换器/功率优化器所确定的关于光伏组件的最大功率点电压V_MP的信息和/或收集功率优化器所确定的关于光伏组件的最大功率点电流I_MP的信息，甚至还收集组件所处的环境条件下的温度或光照强度数据，这些数据或信息是在多个光伏组件PV1-PVN中划定所谓的第一类组件或第二类组件的依据。现场应用中功率优化器是直接安装到组件上，功率优化器可以和各类外设硬件配合，各类数据或信息先在本地汇总给功率优化器，然后功率优化器再将这些数据转发给逆变器，可参见图2中虚线表示的数据交互，这种交互可以借助常规的电力线载波通信技术或主流的无线通信技术。

参见图3，计算遮挡影响因子K用步骤S130来表示。计算遮挡影响因子K的方法实质上也是多样性的，假定某个光伏组件被遮挡，在根据该组件周围的实际光照辐射度和实际温度来推定出它未遭受任何遮挡时的原本应该产生的标准预期功率时，被遮挡的光伏组件实际输出的功率除以标准预期功率就等于K，而且所谓的标准预期功率应该是光伏组件没有遭受任何遮挡时的最大功率。譬如：第二类组件没有被遮挡则它被限制工作在最大功率点时所产生的实际功率应该近似等于标准预期功率，第一类组件因为被遮挡则它产生的实际功率除以第二类组件的实际功率应该近似等于遮挡影响因子K。还譬如：前文已经阐释过光照辐射度变化时，最大功率点对应的电压V_MP的漂移程度非常小，也即不太敏感于光照变化，主要是光伏组件的输出电流敏感于光照，测量光伏组件的实际输出电流然后将其比上最大功率点电流I_MP，近似等于影响因子K。在可选实施例中，统计第一类组件在其所处环境的条件下没有被遮挡而应该产生的预期功率为P_TAG，并测量第一类组件在其所处环境的条件下被遮挡而产生的实际功率为P_ACT，K＝P_ACT/P_TAG，组件所处环境的条件包括当时的温度和光照辐射度条件。在可选实施例中，第一类组件的数量M或许不允许被忽略，否则会影响到遮挡影响因子的精准度，因此我们可以先统计第一类组件各自的对外功率并予以求和，根据第一类组件周围的实际光照辐射度和实际温度来推定出它未遭受任何遮挡时的原本应该产生的标准预期功率时，必须认识到，第一类组件的所谓的标准预期功率P_TAG应该是第一类组件在该实际温度和光照辐射度的条件下没有遭受任何遮挡时的最大功率，数量为M的众多的第一类组件各自的对外功率相加后，所计算出的功率之和再除以(M×P_TAG)，就折算出当前温度和光照条件下的遮挡影响因子K。

参见图3，执行母线电压的计算用步骤S140来表示。母线电压的大小值是随着设计的母线参考电压V_REF而定的，因为逆变器INVT的功能之一就是需要钳制实际的母线电压逼近该母线参考电压V_REF。V_REF＝M×G₁×V_MP＋(N－M)×G₂×V_MP。母线参考电压的含义是众多的第一类组件对应的众多的功率优化器的输出电压再加上众多的第二类组件对应的众多的功率优化器的输出电压，将其视为一个期望的电压值。根据母线参考电压的关系式，可以为第一类组件对应的电压转换器配置电压增益G₁和为第二类组件对应的电压转换器配置电压增益G₂。返回图2，假若光伏组件PV2和PV4等被遮挡，其他的光伏组件则没有遮挡，则满足光伏组件PV2对应的电压转换器CH2的输出电压相对于其输入电压的电压增益为G₁，电压转换器CH4的电压增益也为G₁。作为对比，以没有被遮挡住的光伏组件PV1为例，光伏组件PV1对应的电压转换器CH1的输出电压相对于其输入电压的电压增益为G₂。因为光伏组件PV2和PV4归属于第一类组件，而余下没有被遮挡住的光伏组件则归属为第二类组件。还考虑到第一类组件对应的电压转换器和第二类组件对应的电压转换器的串联关系，则流经它们的电流都等于母线电流I_O，在光照辐射度变化时最大功率点对应的电压V_MP的漂移程度非常小，所以还根据存在着的母线电流关系近似计算出G₁＝K×G₂。譬如电压转换器CH3满足I_O×V_O3＝V_MP×I_MP，而电压转换器CH4满足I_O×V_O4＝K×V_MP×I_MP，而V_O3/V_MP＝G₂和V_O4/V_MP＝G₁，因此两个增益值的关系大致可以被确认。规定第一类组件对应的优化器适应性的执行降压，第二类组件对应的优化器适应性的执行升压，G₁≤1≤G₂，来满足母线电压的需求。在该实施例中利用步骤S151来表征确定所谓第二类组件也即未遮挡组件的增益，和用步骤S152来表征确定所谓的第一类组件也即被遮挡组件的增益。本申请中举例的G₁≤1≤G₂不是绝对的限制条件，假如电池组串中串联了较多的光伏组件，那么G₁≤G₂＜1即第一和第二类组件对应的电压转换器都工作在降压模式也是被允许的。

参见图3，逆变器INVT将增益指令给到各个优化器即电压转换器CH1-CHN后功率优化器就开始按照增益来处理对应的光伏组件，在G₁和G₂条件下，第一类组件所对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益G₁≤1时将第一类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点，譬如V_MP和K×I_MP；同时，第二类组件所对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益1≤G₂时将第二类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点，譬如V_MP和I_MP。此时整个系统的效率最高。

参见图3，考虑到电压转换器CH1-CHN对应的光伏组件PV1-PVN各自的对外功率随着外部环境条件的改变不是持续不变的，而是随时随机的改变，譬如随风飘过来的云层会遮挡它们，譬如灰尘会逐步积累覆盖它们等，因此母线电压也要动态的调节来满足这种功率的波动现象。由于第一类组件对应的电压转换器是降压的，第一类组件的对外功率越低则引起这种降压的程度就越深，同样是要求第二类组件对应的电压转换器所输出的电压来补足这种降压，但是任何电压转换器是有额定输出电压范围的，一旦要求它的输出电压过高甚至超出其自身的额定电压范围就会导致它无法正常工作，甚至损坏。因此设计逆变器根据一系列的光伏组件PV1-PVN的总功率P₁＋P₂＋…P_N的波动情况而动态的调节母线参考电压V_REF，例如某个时刻，在当前的总功率P₁＋P₂＋…P_N趋于降低时则拉低母线参考电压V_REF，受控的母线电压在后续的时刻就会随之降低，可以保障第二类组件对应的电压转换器所输出的电压的补足幅度被降低。当前的总功率P₁＋P₂＋…P_N趋于增加时就可以适当抬升当前的母线参考电压V_REF，因为第一类组件可能解除了遮挡或者是至少部分程度的减少了遮挡严重程度，以至于总功率增加，所以在当前的总功率趋于增加时则抬升当前的母线参考电压V_REF，此时考虑到第一类组件对应的电压转换器的降压幅度减轻也即输出电压相对于严重遮挡时而可以略微抬升，换而言之，一旦当我们适当的抬升当前的母线参考电压V_REF，受控的母线电压在后续的时刻就会随之略微增加，可以适应性的满足第一类组件对应的电压转换器所输出的电压的略微抬升需求。前文中已经介绍了在维持直流母线电压不变的前提下，未被遮挡的第二类组件的电压转换器则会升压来达标输出电流，极易导致未被遮挡的第二类组件对应的电压转换器的输出电压超过电压转换器自身的电压耐受范围，当采用母线电压浮动可调的方案后该问题被解决。

参见图3，在可选的实施例中，执行母线电压的校正用步骤S160来表示，虽然这个步骤不是必须的，但是考虑到系统的稳定性，尤其是各个组件的功率波动，最好是能够确保母线电压能够按照预期幅度那样波动，而不是浮动到逆变器的可接受范围之外。当我们为第一类组件对应的电压转换器配置电压增益G₁和为第二类组件对应的电压转换器配置电压增益G₂后，可以持续的检测母线电压是否在规定范围内浮动。交流市电的交流参数大致是220V/50HZ，譬如，某些型号的逆变器总是希望母线电压在400V-800V的幅度范围内波动，而最佳的直流电压大约是略超过500V左右，当然这个仅仅是作为示范而不构成任何特定的限制，仅仅是佐证逆变器对母线电压有上限值和下限值需求。如果光伏逆变器的输入直流电压稳定在上限值和下限值范围内，母线上的电容的耐压值会得以缓解而且更重要的是减少了输入电压的大幅度波动带来的输出不稳定和低质量电能。因此母线电压的校正或调节是通过在上限值V_H和下限值V_L之间调节母线参考电压V_REF，意味着实际的母线电压也被限制在上限值V_H和下限值V_L之间。如何求得这个范围须返回到母线电压的参考电压V_REF含有的G₁和G₂项，无论那种增益，必须满足不超过电压转换器的最大额定输出电压值V_MX比上最大功率点电压V_MP，同时还必须满足不低于电压转换器的最小额定输出电压值V_MN比上最大功率点电压V_MP，折算出母线电压的上限值V_H约等于电压转换器的最大额定输出电压值V_MX乘以（M×K＋N－M）和母线电压下限值V_L约等于电压转换器的最小额定输出电压值V_MN乘以（M×K＋N－M）。母线电压的校正和参考电压的调整仍然依赖于各个光伏组件自身输出的对外功率的实际情况，最终必须核心关注的参数是电压增益、遮挡组件的数量比例、遮挡影响因子、组件在所处环境条件的最大功率点电压，所谓的环境条件至少包括了实际光照辐照强度因素和实际温度因素，即执行母线电压的校正之后需要持续监控各个组件的遮挡情况，用步骤S200表示实施监控各个组件是否被遮挡的程序，组件遮挡的监控情况用于计算遮挡比例及遮挡影响因素，则这种循环又归位到步骤S110表示的开始程序，周而复始的保持发电系统的稳定，促使整个发电系统连续的跟踪组件级别的最大功率点，保证电站业主的经济效益。

参见图3，在某些实施例中，步骤S120和S130两者的先后顺序没有特定要求且可以对调，但利用步骤S130来确认母线参考电压V_REF，钳制母线电压的大小值逼近所设计的母线参考电压V_REF，必须位于S120-S130之后和位于步骤S151-S152之前，因为已经设计的母线参考电压V_REF必须保障第一类组件和第二类组件对应的电压转换器按照母线参考电压来分配增益。考虑到组件的对外功率是随时波动的，何况母线参考电压被限制在指定的上下限范围内，因此组件的非持续恒定的对外功率可能诱使实际母线电压不在预定的范围之内，亦可能引发电压转换器的增益超出转换器自身的耐受范围，因此执行母线电压的校正也即步骤S160来牵制母线电压显得尤为重要。母线电压的校正至少表达了两方面的作用，在上限值和下限值V_H-V_L之间浮动母线参考电压V_REF，在更新后的母线参考电压值条件下重新分配第一类第二类组件对应的电压转换器的增益，因此会发现母线电压的校正包含了返回到步骤S151-S152重新确认增益的流程，实际操作中只要确认电压增益G₁和G₂中的某一项即可，余下另一者受到遮挡影响因子K的掣肘。

参见图4，逆变器INVT采用母线电压外环和电感电流内环的双环控制，本申请中光伏逆变器除了要负责稳定直流母线电压之外，还需要控制并网交流电的大小和相位，即平衡输入功率和输出功率。核心思想是输入的母线电压外环经过PI控制器调节后与输出电压的相位相乘，结果作为逆变器输出电流内环的设定基准值，最终：逆变器电感电流经过所谓的PI控制器调节及电网电压的前馈控制后形成SPWM（Sinusoidal-PWM）驱动信号来驱动逆变器的工作。本申请中所谓的PI控制器是线性控制器，根据给定值与实际值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合而构成控制量，目的是对被控制的对象或参考量予以控制，具体的实现手段可以是模拟电路搭建的也可以是数字处理器直接通过比例积分的运算。参见图4，逆变器的逆变电路通常在处理器输出的驱动信号的驱动之下而执行直流电到交流电的逆变，与处理器具有相同功能的等同器件如：逻辑器件、复数的微处理器、控制装置、状态机、控制器、芯片、软件驱动、门阵列。逆变器带有控制单元或处理单元或处理器CONT，处理器CONT接收光伏组件PV1-PVN的各类参数数据譬如输出电压、输出电流、对外功率、温度、光照辐射度等，光伏组件的参数数据可以通过对应的电压转换器予以发送。以光伏组件PVN和电压转换器CHN为例，当前的电力载波通信和无线通信可以被集成到电压转换器CHN，电压转换器CHN自身也带有执行功率转换的各种类型的微处理模块，其微处理模块和逆变器的处理器CONT建立单向或双向的通信就可以和逆变器进行数据的交互。换而言之，逆变器INVT需要收集关于多个光伏组件PV1-PVN各自产生的对外功率P₁、P₂、…P_N的数据，和收集由电压转换器所确定的关于光伏组件的最大功率点电压V_MP的信息，以及收集关于光伏组件的其他各种类型的必要数据，这些数据可能是随时变更的，也是判断遮挡的第一类组件的数量M和未遮挡的第二类组件的数量N－M的重要依据。如果在逆变器一侧计算遮挡影响因子则这些数据是计算遮挡影响因子K的依据，总功率P_TOL=P₁＋P₂…P_N的变化趋势数据也影响着母线参考电压的变化趋势。譬如：如果逆变器测量到当前时刻的总功率P_TOL0趋于增加时即增加到下一时刻的总功率P_TOL1，逆变器侦测到这种趋势或变化就会适应性的适当抬升当前的母线参考电压V_REF0即增加到下一时刻的参考电压V_REF1，第一类组件解除遮挡或部分程度的减轻遮挡都会导致总功率增加，所以在当前的总功率趋于增加时适当的抬升当前的母线参考电压到V_REF1，以至于第一类组件对应的电压转换器的降压增益程度减轻也即输出电压相对于严重遮挡时而可以略微抬升。简言之，一旦恰当的抬升当前的母线参考电压到V_REF1，被调制的母线电压在下一时刻就会随之略微抬升，满足第一类组件对应的电压转换器的输出电压略微升高的需求。或者，如果当前时刻的总功率P_TOL0趋于降低时即降低到下一时刻的总功率P_TOL2，逆变器侦测到这种趋势或变化就会适应性的拉低母线参考电压V_REF0即拉低到下一时刻的参考电压V_REF2，同样的道理，被调制的母线电压在后续的下一时刻就会随之略微降低。之前已经讨论过，总功率P_TOL0趋于降低就会潜在的导致第二类组件对应的电压转换器的输出电压超过额定范围，而拉低母线参考电压则相当于减轻第二类组件对应的电压转换器的输出电压的增益幅度。

参见图4，前文讨论了逆变器INVT负责稳定直流母线电压，其处理器CONT在收集到上述的各类数据之后，逆变器INVT钳制母线电压V_BUS逼近母线参考电压V_REF的具体方式可以概述为：需要基于逆变器INVT输出的并网交流电流I_G所建立的内环PI2控制器和基于母线电压V_BUS所建立的外环PI1控制器而产生SPWM调制信号，调制信号用于驱动逆变电路产生交流电。电压外环和电流内环的闭环控制体现在，外环PI1控制器将母线参考电压V_REF设为给定指令值（即基准值）以及用于同步调节母线电压V_BUS的实际输入电压对母线参考电压V_REF的偏差，并自动减少偏差；锁相环模块PLL被用于侦测逆变器的并网交流电压V_G的相位信息，而且由外环PI1控制器给出的电流参考值I_REF乘以逆变器输出的交流电压V_G的相位得到一个计算结果，内环PI2控制器将含有电流参考值和相位信息的计算结果设为给定指令值（即基准值）以及用于同步调节逆变器INVT输出的交流电流I_G对该计算结果的偏差，并自动减少偏差，逆变器输出的交流电压V_G被负反馈到内环PI2控制器的输出量上，是因为逆变器的输出电流与电网交流电压有关，逆变器输出的交流电压跟电网交流电压意义相同，交流电压V_G被负反馈到内环PI2控制器上以至于可以在电流内环引入前馈而抵消电网电压的影响。也即逆变器的输出电流经过PI调节以及电网电压的前馈控制后产生SPWM信号。参见图4，SPWM信号产生模块通常被认为是脉冲宽度信号生成器，还可以称之为数字脉宽信号生成器，其接收内环PI控制器的输出量即调节结果可以得到SPWM脉冲信号，最终SPWM信号用于控制逆变器的功率开关的接通/关断的高频切换，也即驱动逆变器产生交流电。

以上通过说明和附图的内容，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，上述的发明披露了现有的较佳实施例，但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言在阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (11)

1.一种能源利用系统，其特征在于，包括：

数量为N的多个电压转换器，每一个电压转换器从相应的一个光伏组件吸取电能；

逆变器，汇聚多个电压转换器的输出功率；

数量为N的多个光伏组件中定义第一、第二类组件分别被遮挡、未被遮挡；

提供给逆变器的母线电压等于多个电压转换器各自的输出电压的叠加值；

逆变器还用于：

收集关于多个光伏组件各自产生的对外功率P₁、P₂、…P_N的数据；

收集由电压转换器所确定的关于光伏组件的最大功率点电压V_MP的信息；

确定该第一类组件的数量M，N为超过1的自然数及0≤M≤N；

由母线参考电压V_REF对第一、第二类组件对应的电压转换器配置电压增益G₁、G₂；

规定G₁≤G₂；

逆变器根据总功率P₁＋P₂＋…P_N的波动而动态的调节母线参考电压V_REF，在当前的总功率趋于增加时则抬升当前的母线参考电压V_REF，或者在当前的总功率趋于降低时则拉低母线参考电压V_REF。

2.根据权利要求1所述的能源利用系统，其特征在于：

母线参考电压V_REF和电压增益G₁、G₂满足以下函数关系：

V_REF＝M×G₁×V_MP＋(N－M)×G₂×V_MP。

3.根据权利要求2所述的能源利用系统，其特征在于：

电压增益G₁、G₂之间的关系满足G₁＝K×G₂，K为遮挡影响因子，第一类组件在其所处环境的条件下没有被遮挡而应该产生的预期功率为P_TAG，第一类组件在其所处环境的条件下被遮挡而产生的实际功率为P_ACT，K＝P_ACT/P_TAG。

4.根据权利要求3所述的能源利用系统，其特征在于：

第一类组件对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益G₁≤1时保持将第一类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点；以及

第二类组件对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益1≤G₂时保持将第二类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点。

5.根据权利要求3所述的能源利用系统，其特征在于：

第一类组件对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益G₁≤1时保持将第一类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点；以及

第二类组件对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益1≤G₂时保持将第二类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点。

6.根据权利要求5所述的能源利用系统，其特征在于：

逆变器调节母线电压的方式为：

基于逆变器输出的交流电流所建立的内环PI控制器和基于母线电压所建立的外环PI控制器而产生SPWM调制信号；

外环PI控制器将母线参考电压V_REF设为给定指令值以及同步调节母线电压的实际输入电压对母线参考电压V_REF的偏差；

内环PI控制器将外环PI控制器给出的电流参考值乘以逆变器输出的交流电压的相位计算的结果设为给定指令值以及同步调节逆变器输出的交流电流对该结果的偏差，逆变器输出的交流电压被负反馈到内环PI控制器的输出量上；

所述的SPWM调制信号用来驱动逆变器产生交流电。

7.根据权利要求1所述的能源利用系统，其特征在于：

电压转换器包括正极性的Buck-Boost电路。

8.一种能源利用的实现方法，其特征在于，包括：

提供数量均为N的多个电压转换器和多个光伏组件，多个电压转换器与多个光伏组件以一对一的方式进行功率转换，自然数N＞1；

提供对多个电压转换器的输出功率进行汇聚的一个逆变器，其中为逆变器供电的母线电压等于多个电压转换器各自的输出电压的叠加值；

判断遮挡的第一类组件的数量M和未遮挡的第二类组件的数量N－M，0≤M≤N；

收集关于多个光伏组件各自产生的对外功率P₁、P₂、…P_N的数据；

收集由电压转换器所确定的关于光伏组件的最大功率点电压V_MP的信息；

计算遮挡影响因子K和执行母线电压计算，母线电压计算是通过先估算出一个母线参考电压V_REF并钳制母线电压逼近该母线参考电压V_REF；

V_REF＝M×G₁×V_MP＋(N－M)×G₂×V_MP；

根据母线参考电压V_REF为第一类组件对应的电压转换器配置电压增益G₁和为第二类组件对应的电压转换器配置电压增益G₂，规定G₁≤G₂，电压增益G₁、G₂之间的关系满足G₁＝K×G₂；

逆变器根据总功率P₁＋P₂＋…P_N的波动而动态的调节母线参考电压V_REF，如果当前的总功率趋于增加时则抬升当前的母线参考电压V_REF，或者如果当前的总功率趋于降低时则拉低母线参考电压V_REF。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

计算遮挡影响因子K的方法至少包括：设第一类组件在其所处环境的条件下没有被遮挡而应该产生的预期功率为P_TAG，测量第一类组件在其所处环境的条件下被遮挡而产生的实际功率为P_ACT，则K＝P_ACT/P_TAG。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

第一类组件所对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益G₁≤1时将第一类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点；以及

第二类组件所对应的电压转换器在输出电压相对输入电压的电压增益1≤G₂时将第二类组件产生的输出电压和输出电流设置在最大功率点。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

为第一类组件对应的电压转换器配置电压增益G₁和为第二类组件对应的电压转换器配置电压增益G₂后检测母线电压是否在规定范围内浮动；

母线电压的校正是通过在上限值V_H和下限值V_L之间调节母线参考电压V_REF：

其中上限值V_H等于电压转换器的最大额定输出电压值V_MX乘以（M×K＋N－M）；

其中下限值V_L等于电压转换器的最小额定输出电压值V_MN乘以（M×K＋N－M）；

根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

逆变器钳制母线电压逼近母线参考电压V_REF的方式为：

基于逆变器输出的交流电流所建立的内环PI控制器和基于母线电压所建立的外环PI控制器而产生SPWM调制信号；

外环PI控制器将母线参考电压V_REF设为给定指令值以及同步调节母线电压的实际输入电压对母线参考电压V_REF的偏差；

内环PI控制器将外环PI控制器给出的电流参考值乘以逆变器输出的交流电压的相位计算的结果设为给定指令值以及同步调节逆变器输出的交流电流对该结果的偏差，逆变器输出的交流电压被负反馈到内环PI控制器的输出量上；

所述的SPWM调制信号用来驱动逆变器产生交流电。