CN110138010A - 一种逆变器的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种逆变器的控制方法及装置，涉及电力技术领域。该方法应用于电力系统中的控制部件，该电力系统还包括逆变器、电网和并网开关，该逆变器通过并网开关与电网连接，该方法包括：在逆变器处于离网状态时，检测逆变器的输出电压的参数和电网的电网电压的参数；当电网电压的参数满足第一预设并网条件时，控制逆变器的输出电压跟踪电网的电网电压，以使逆变器的输出电压与电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足第二预设并网条件；当逆变器的输出电压与电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足第二预设并网条件时，控制并网开关导通。采用本申请可以在逆变器从离网模式切入并网模式运行时，减少电流冲击。

Description

一种逆变器的控制方法及装置

技术领域

本申请涉及电力技术领域，特别是涉及一种逆变器的控制方法及装置。

背景技术

分布式储能微网系统，通常由分布式电源、逆变器、负载、监控和保护装置组合而成，能够实现分布式电源的灵活、高效应用。分布式储能微网系统中的逆变器，可以与电网断开连接，进入离网模式运行，也可以与电网连接，进而并网模式运行。逆变器可以根据实际应用需求由离网模式切换到并网模式运行，或由并网模式切换到离网模式运行。

然而，逆变器由离网模式切换到并网模式时，由于逆变器输出电压的幅值、相位与电网不同步，在开关动作时将会产生瞬间的过压或过流；并网模式转入离网模式时，由于两侧还有功率交换，断开并网开关后，使得有功或无功不平衡，最终导致逆变器输出电压波动，这些都会影响负载的正常工作，破坏了供电系统的可靠性和稳定性。

现有的无缝切换控制方法往往只是在切换时修改参考电流指令的计算方法，或者人为的加入虚拟阻抗，用来减小电流冲击，并没有在切换前从根本上去消除引起电流冲击和电压波动的原因。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种逆变器的控制方法及装置，可以在逆变器从离网模式切入并网模式运行时，减少电流冲击。具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种逆变器的控制方法，所述方法应用于电力系统中的控制部件，所述电力系统还包括逆变器、电网和并网开关，所述逆变器通过所述并网开关与所述电网连接，所述方法包括：

在所述逆变器处于离网状态时，检测所述逆变器的输出电压的参数和所述电网的电网电压的参数；

当所述电网电压的参数满足第一预设并网条件时，控制所述逆变器的输出电压跟踪所述电网的电网电压，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足第二预设并网条件；

当所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足所述第二预设并网条件时，控制所述并网开关导通。

可选的，所述方法还包括：

在所述逆变器处于离网状态时，对所述逆变器进行电压反馈控制；

在所述并网开关导通时，停止对所述逆变器进行电压反馈控制，并在所述并网开关导通时开始计时，在达到预设时间阈值之前，根据所述电网的电网电压实时变化量对所述逆变器的输出电压进行前馈补偿；在达到所述预设时间阈值时，对所述逆变器进行电流反馈控制。

可选的，所述控制所述逆变器的输出电压跟踪所述电网的电网电压，包括：

按照预设的同频同相调节算法，调节所述逆变器的输出电压的频率和相位，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的频率差值和相位差值分别小于第二预设阈值和第三预设阈值；

按照预设的同幅调节算法，调节所述逆变器的输出电压的幅值，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值小于第一预设阈值。

可选的，所述按照预设的同频同相调节算法，调节所述逆变器的输出电压的频率和相位，包括：

确定所述电网电压的相位与所述逆变器的输出电压的相位的相位差；

对所述相位差进行比例积分运算，得到所述逆变器的输出电压的频率调节值；

将所述频率调节值与所述电网电压的频率叠加，得到所述逆变器的输出电压的参考频率；

依据所述参考频率，调节所述逆变器的输出电压的频率，以使所述频率调节值小于预设频率阈值。

可选的，所述按照预设的同幅调节算法，调节所述逆变器的输出电压的幅值，包括：

确定所述电网电压的电压有效值，及所述逆变器的输出电压的电压有效值，并计算两者的有效值差；

对所述有效值差进行比例积分运算，得到所述逆变器的输出电压的有效值调节值；

将所述有效值调节值与所述电网电压的有效值叠加，得到所述逆变器的输出电压的参考有效值；

依据所述参考有效值，调节所述逆变器的输出电压的有效值，以使所述参考有效值小于预设有效值阈值。

可选的，所述方法还包括：

在所述逆变器处于运行状态下，当所述逆变器的输出电流大于预设电流阈值时，控制所述逆变器停止逆变。

可选的，所述第一预设并网条件包括：所述电网电压的频率和相电压有效值在预设时间段内分别处于第一预设范围和第二预设范围内，且所述电网电压的相序与所述逆变器的输出电压的相序相同。

可选的，所述方法还包括：

在接收到离网切换指令时，断开所述并网开关，停止对所述逆变器进行电流反馈控制，并以预设的电压指令值作为电压反馈控制的瞬时输入，对所述逆变器进行电压反馈控制。

可选的，所述逆变器包括逆变电路，所述方法还包括：

依据如下公式，计算所述预设的电压指令值：

其中，M为电压指令值，R为所述逆变电路的等效内阻，L为所述逆变电路的等效电感，s为拉普拉斯变换中的复变量，Z_L为所述逆变器的等效负载阻抗，E_o(s)为所述电网的电网电压经过拉普拉斯变换后在复频域的表示，V_DC(s)为所述逆变电路的输入电压经过拉普拉斯变换后在复频域的表示。

第二方面，提供了一种逆变器的控制装置，所述装置属于电力系统，所述电力系统还包括逆变器、电网和并网开关，所述逆变器通过所述并网开关与所述电网连接，所述装置包括：

检测模块，用于在所述逆变器处于离网状态时，检测所述逆变器的输出电压的参数和所述电网的电网电压的参数；

跟踪模块，用于当所述电网电压的参数满足第一预设并网条件时，控制所述逆变器的输出电压跟踪所述电网的电网电压，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足第二预设并网条件；

控制模块，用于当所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足所述第二预设并网条件时，控制所述并网开关导通。

可选的，所述装置还包括：

第一反馈控制模块，用于在所述逆变器处于离网状态时，对所述逆变器进行电压反馈控制；

前馈控制模块，用于在所述并网开关导通时开始计时，在达到预设时间阈值之前，根据所述电网的电网电压实时变化量对所述逆变器的输出电压进行前馈补偿；

第二反馈控制模块，用于在达到所述预设时间阈值时，对所述逆变器进行电流反馈控制。

可选的，所述跟踪模块，包括；

同频同相调节单元，用于按照预设的同频同相调节算法，调节所述逆变器的输出电压的频率和相位，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的频率差值和相位差值分别小于第二预设阈值和第三预设阈值；

同幅调节单元，用于按照预设的同幅调节算法，调节所述逆变器的输出电压的幅值，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值小于第一预设阈值。

可选的，所述同频同相调节单元，包括：

第一比较器，用于确定所述电网电压的相位与所述逆变器的输出电压的相位的相位差；

第一PI调节器，用于对所述相位差进行比例积分运算，得到所述逆变器的输出电压的频率调节值；

第一加法器，用于将所述频率调节值与所述电网电压的频率叠加，得到所述逆变器的输出电压的参考频率；

第一PWM子单元，依据所述参考频率，调节所述逆变器的输出电压的频率，以使所述频率调节值小于预设频率阈值。

可选的，所述同幅调节单元，包括：

第二比较器，用于确定所述电网电压的电压有效值，及所述逆变器的输出电压的电压有效值，并计算两者的有效值差；

第二PI调节器，用于对所述有效值差进行比例积分运算，得到所述逆变器的输出电压的有效值调节值；

第二加法器，用于将所述有效值调节值与所述电网电压的有效值叠加，得到所述逆变器的输出电压的参考有效值；

第二PWM子单元，用于依据所述参考有效值，调节所述逆变器的输出电压的有效值，以使所述参考有效值小于预设有效值阈值。

可选的，所述装置还包括：

过流保护模块，用于在所述逆变器处于运行状态下，当所述逆变器的输出电流大于预设电流阈值时，控制所述逆变器停止逆变。

可选的，所述第一预设并网条件包括：所述电网电压的频率和相电压有效值在预设时间段内分别处于第一预设范围和第二预设范围内，且所述电网电压的相序与所述逆变器的输出电压的相序相同。

可选的，所述装置还包括：

离网切换模块，用于在接收到离网切换指令时，断开所述并网开关，停止对所述逆变器进行电流反馈控制，并以预设的电压指令值作为电压反馈控制的瞬时输入，对所述逆变器进行电压反馈控制。

可选的，所述装置还包括：

电压指令值生成模块，用于依据如下公式，计算所述预设的电压指令值：

其中，M为电压指令值，R为所述逆变电路的等效内阻，L为所述逆变电路的等效电感，s为拉普拉斯变换中的复变量，Z_L为所述逆变器的等效负载阻抗，E_o(s)为所述电网的电网电压经过拉普拉斯变换后在复频域的表示，V_DC(s)为所述逆变电路的输入电压经过拉普拉斯变换后在复频域的表示。

本申请实施例提供的一种逆变器的控制方法及装置，可以在逆变器处于离网状态时，检测逆变器的输出电压的参数和电网的电网电压的参数；当电网电压的参数满足第一预设并网条件时，控制逆变器的输出电压跟踪电网的电网电压，以使逆变器的输出电压与电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足第二预设并网条件；当逆变器的输出电压与电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足第二预设并网条件时，控制并网开关导通。相比于现有技术，本申请提供的方案中，在逆变器切换到并网模式运行前，控制逆变器输出电压跟踪电网电压，在逆变器输出电压与电网电压同频同幅同相时，控制逆变器切换到并网模式运行，可以在逆变器从离网模式切入并网模式运行时，减少电流冲击。

在逆变器切换到离网模式运行时，以预设的电压指令值作为电压反馈控制的瞬时输入，对逆变器进行电压反馈控制，可以减少切换前后电压的波动以减小电流冲击，防止并网模式向离网模式切换瞬间电压输出指令发生突变，从而实现并网向离网无缝切换。

当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种电力系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种逆变器的控制方法流程图；

图3为本申请实施例提供的一种按照预设的同频同相调节算法，调节所述逆变器的输出电压的频率和相位的方法流程图；

图4为本申请实施例提供的一种同频同相的控制结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种按照预设的同幅调节算法，调节逆变器的输出电压的幅值的方法流程图；

图6为本申请实施例提供的一种同幅的控制结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种过流保护的方法流程图；

图8为本申请实施例提供的一种逆变器的控制装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种逆变器的控制方法，该方法应用于电力系统中的控制部件。如图1所示，该电力系统还包括蓄电池、逆变器、三相电感滤波器、变压器、负载、并网开关、电网。其中，蓄电池与逆变器的输入端连接，逆变器的输出端与三相电感滤波器的输入端连接，三相电感滤波器的输出端与变压器的输入端连接，变压器的输出端分别与负载和并网开关的一端连接，并网开关的另一端与电网连接。图1中，u_a、u_b、u_c为逆变器的输出电压，i_a、i_b、i_c为逆变器的输出电流，e_a、e_b、e_c为电网电压。

下面将结合具体实施方式，对本申请实施例提供的一种逆变器的控制方法进行详细的说明，如图2所示，具体步骤如下：

步骤201，在逆变器处于离网状态时，检测逆变器的输出电压的参数和电网的电网电压的参数。

本申请实施例中，控制部件中设置检测模块，检测模块用于检测逆变器的输出电压的参数和电网的电网电压的参数。其中，逆变器的输出电压的参数可以包括：逆变器的输出电压的频率、相位、相电压有效值和相序，电网电压的参数可以包括：电网电压的频率、相位、相电压有效值和相序。在逆变器处于离网状态(即并网开关断开时)时，控制部件可以通过检测模块获取逆变器的输出电压的参数和电网电压的参数。

一个示例中，检测模块包括：逆变器输出电压采样单元、逆变器输出电流采样单元、电网电压采样单元、第一锁相环和第二锁相环。逆变器输出电压采样单元、逆变器输出电流采样单元、电网电压采样单元可以为A/D(analog to digital，模数转换)采样单元。

如图1所示，逆变器输出电流采样单元和三相电感滤波器的输出端连接，用于周期性的采样逆变器的输出电流的瞬时电流值。逆变器输出电压采样单元与变压器的输出端连接，用于周期性的采样逆变器的输出电压的瞬时电压值。电网电压采样单元与电网连接，用于周期性的采样电网电压的瞬时电压值。

第一坐标转换单元分别与第一锁相环以及逆变器输出电压采样单元连接，用于对逆变器输出电压采样单元采样的数据进行派克变换，并将变换后的数据传送到第一锁相环。第一锁相环，用于根据第一坐标转换单元传送的数据，确定逆变器的输出电压的频率、相位和相序。控制部件还可以根据逆变器输出电压采样单元采样的数据，确定逆变器的输出电压的相电压有效值。

第二坐标转换单元分别与第二锁相环以及电网电压采样单元连接，用于对电网电压采样单元采样的数据进行派克变换，并将变换后的数据传送到第二锁相环。第二锁相环，用于根据第二坐标转换单元传送的数据，确定电网电压的频率、相位和相序。控制部件还可以根据电网电压采样单元采样的数据，确定电网电压的相电压有效值。

步骤202，当电网电压的参数满足第一预设并网条件时，控制逆变器的输出电压跟踪电网的电网电压，以使逆变器的输出电压与电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足第二预设并网条件。

其中，第一预设并网条件可以包括：电网电压的频率和相电压有效值在预设时间段内分别于第一预设范围和第二预设范围内，且电网电压的相序与逆变器的输出电压的相序相同。第二预设并网条件可以包括：逆变器的输出电压与电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值分别小于第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值。

本申请实施例中，当电网电压的频率和相电压有效值在预设时间段内分别于第一预设范围和第二预设范围内，且电网电压的相序与逆变器的输出电压的相序相同时，控制部件控制逆变器的输出电压跟踪电网的电网电压。

一个示例中，第一预设范围可以为[49HZ，51HZ]，第二预设范围可以为[170V，260V]，当在预设时间段内，电网电压的频率处于[49HZ，51HZ]内，电网电压的相电压有效值处于[170V，260V]内，且电网电压的相序与逆变器的输出电压的相序相同(例如，逆变器的输出电压的相序与电网电压的相序均满足：a相超前b相120度、b相超前c相120度)时，控制部件控制逆变器的输出电压跟踪电网的电网电压。

步骤203，当逆变器的输出电压与电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足第二预设并网条件时，控制并网开关导通。

本申请实施例中，当逆变器的输出电压与电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值分别小于第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值时，表明逆变器的输出电压与电网的电网电压同频同相同幅，控制部件控制并网开关导通，逆变器处于并网模式运行。

这样，在逆变器切换到并网模式运行前，控制逆变器输出电压跟踪电网电压，在逆变器输出电压与电网电压同频同幅同相时，控制逆变器切换到并网模式运行，可以在逆变器从离网模式切入并网模式运行时，减少电流冲击。

可选的，控制逆变器的输出电压跟踪电网的电网电压的具体处理过程可以为：按照预设的同频同相调节算法，调节逆变器的输出电压的频率和相位，以使逆变器的输出电压与电网的电网电压的频率差值和相位差值分别小于第二预设阈值和第三预设阈值；按照预设的同幅调节算法，调节逆变器的输出电压的幅值，以使逆变器的输出电压与电网的电网电压的幅值差值小于第一预设阈值。

可选的，参见图3，按照预设的同频同相调节算法，调节所述逆变器的输出电压的频率和相位的具体步骤如下：

步骤301，确定电网电压的相位与逆变器的输出电压的相位的相位差。

本申请实施例中，参见图4所示的同频同相控制结构示意图，控制部件可以计算电网电压的相位θ₂与逆变器的输出电压的相位θ₁的相位差。

步骤302，对相位差进行比例积分运算，得到逆变器的输出电压的频率调节值。

本申请实施例中，参见图4，控制部件对相位差进行PI(Proportion Integration，比例积分)运算，得到逆变器的输出电压的频率调节值(K_p+K_i/s)(θ₂-θ₁)。其中，K_p、K_i分别为比例调节系数和积分调节系数，s为拉普拉斯变换中的复变量。

步骤303，将频率调节值与电网电压的频率叠加，得到逆变器的输出电压的参考频率。

本申请实施例中，参见图4，控制部件将频率调节值与电网电压的频率f₂叠加，得到逆变器的输出电压的参考频率f₁＝f₂+(K_p+K_i/s)(θ₂-θ₁)。

步骤304，依据参考频率，调节逆变器的输出电压的频率，以使频率调节值小于预设频率阈值。

本申请实施例中，控制部件依据参考频率，调节逆变器的输出电压的频率，以使频率调节值小于预设频率阈值。在频率调节值小于预设频率阈值时，表明逆变器的输出电压与电网的电网电压的频率差值和相位差值满足第二预设并网条件，即逆变器的输出电压与电网的电网电压的频率差值和相位差值分别小于第二预设阈值和第三预设阈值，逆变器的输出电压与电网电压完成同频同相。

可选的，参见图5，按照预设的同幅调节算法，调节逆变器的输出电压的幅值的具体步骤如下：

步骤501，确定电网电压的电压有效值，及逆变器的输出电压的电压有效值，并计算两者的有效值差。

本申请实施例中，参见图6，控制部件可以确定电网电压的电压有效值e_dq，及逆变器的输出电压的电压有效值u_dq，进而确定两者的有效值差e_dq-u_dq。

步骤502，对有效值差进行比例积分运算，得到逆变器的输出电压的有效值调节值。

本申请实施例中，参见图6，控制部件对有效值差进行比例积分运算，得到逆变器的有效值调节值(K_p+K_i/s)(e_dq-u_dq)。其中，K_p、K_i分别为比例调节系数和积分调节系数，s为拉普拉斯变换中的复变量。

步骤503，将有效值调节值与电网电压的有效值叠加，得到逆变器的输出电压的参考有效值。

本申请实施例中，参见图6，控制部件将有效值调节值与电网电压的有效值e_dq叠加，得到逆变器的输出电压的参考有效值u′_dq＝e_dq+(K_p+K_i/s)(e_dq-u_dq)。

步骤504，依据参考有效值，调节逆变器的输出电压的有效值，以使参考有效值小于预设有效值阈值。

本申请实施例中，控制部件依据参考有效值，调节逆变器的输出电压的有效值，以使参考有效值小于预设有效值阈值。在参考有效值小于预设有效值阈值时，表明逆变器的输出电压与电网电压的幅值差值满足第二预设并网条件，即逆变器的输出电压与电网电压的幅值差值小于第一预设阈值，逆变器的输出电压与电网电压完成同幅。

可选的，在逆变器处于不同状态下，控制部件需采用不同的控制策略对逆变器进行控制，具体过程如下：在逆变器处于离网状态时，对逆变器进行电压反馈控制；在并网开关导通时，停止对逆变器进行电压反馈控制，并在并网开关导通时开始计时，在达到预设时间阈值之前，根据电网的电网电压实时变化量对逆变器的输出电压进行前馈补偿；在达到预设时间阈值时，对逆变器进行电流反馈控制。

本申请实施例中，在逆变器处于离网状态时，控制部件对逆变器进行电压反馈控制，即依据预设的电压参考值，对逆变器的输出电压进行控制，以使逆变器的输出电压达到预设的电压参考值。

在并网开关导通时，控制部件停止对逆变器进行电压反馈控制，并在并网开关导通时开始计时，在达到预设时间阈值之前，根据电网的电网电压实时变化量对逆变器的输出电压进行前馈补偿；在达到预设时间阈值时，对逆变器进行电流反馈控制。其中，对逆变器的输出电压进行前馈补偿为：将电网电压的实时变化量转化为控制信号以控制逆变器的输出电压，使得逆变器输出的电压与电网电压保持一致。对逆变器进行电流反馈控制为：依据预设的电流参考值，对逆变器的输出电流进行控制，以使逆变器的输出电流达到预设的电流参考值。

这样，在达到预设时间阈值之前，对逆变器的输出电压进行前馈补偿，可以在达到预设时间阈值之前，当电网电压发生变化时，可以快速调节逆变器的输出电压，保持逆变器的输出电压与电网电压保持一致。并且在达到预设时间阈值之后，对逆变器进行电流反馈控制，可以确保在并网开关完全闭合后，对逆变器进行电流反馈控制。

可选的，在逆变器处于并网模式运行时，若接收到离网切换指令，则控制部件控制逆变器处于离网模式运行，具体处理过程可以为：在接收到离网切换指令时，断开并网开关，停止对逆变器进行电流反馈控制，并以预设的电压指令值作为电压反馈控制的瞬时输入，对逆变器进行电压反馈控制。

本申请实施例中，在逆变器处于并网模式运行时，电网可能会发生故障，例如，电网电压升高至预设的电压上限值，或电网电压降低至预设的电压下限值，或电网电压的频率超出预设的并网频率范围。在电网发生故障时，触发离网切换指令，用户也可以向控制部件输入离网切换指令。在接收到因电网故障而触发的离网切换指令或用户触发的离网切换指令时，控制部件断开并网开关，停止对逆变器进行电流反馈控制，并以预设的电压指令值作为电压反馈控制的瞬时输入，对逆变器进行电压反馈控制。

这样，在逆变器切换到离网模式运行时，以预设的电压指令值作为电压反馈控制的瞬时输入，对逆变器进行电压反馈控制，可以减少切换前后电压的波动以减小电流冲击，防止并网模式向离网模式切换瞬间电压输出指令发生突变，从而实现并网向离网无缝切换。

可选的，预设的电压指令值的获取方式如下：

根据电压指令公式(1)和基尔霍夫电压定律公式(2)，得到电压指令值M的拉氏变换的公式(3)。

V_o(t)＝MV_DC(t) (1)

根据公式(4)对公式(3)进行变形，得到公式(5)

其中，M为电压指令值，R为逆变器中的逆变电路的等效内阻，V_o(t)为逆变器中的逆变电路的输出电压；V_DC(t)为逆变电路的输入电压，I_o(t)为逆变电路的输出电流，E_o(t)为逆变器的输出电压，L为逆变器中的逆变电路的等效电感，s为拉普拉斯变换中的复变量，Z_L为逆变器的等效负载阻抗，E_o(s)为E_o(t)经过拉普拉斯变换后在复频域的表示，V_DC(s)为V_DC(t)经过拉普拉斯变换后在复频域的表示，I_o(s)为I_o(t)经过拉普拉斯变换后在复频域的表示。

控制部件获取E_o(t)、V_DC(t)、逆变器的等效负载阻抗Z_L、逆变器中的逆变电路的等效内阻R、逆变器中的逆变电路的等效电感L，并依据公式(5)，计算预设的电压指令值M。

可选的，控制部件还对逆变器进行过流保护，具体处理过程为：在逆变器处于运行状态下，当逆变器的输出电流大于预设电流阈值时，控制逆变器停止逆变。

本申请实施例中，在逆变器处于离网模式运行，或处于并网模式运行，或处于由离网模式切换到并网模式的过程中，或处于由并网模式切换到离网模式的过程中，当逆变器的输出电流大于预设电流阈值时，控制逆变器停止逆变。

可选的，在逆变器运行过程中，若发生过压、过流、过载、过温等事件，均立即控制逆变器停止逆变。

可选的，参见图7，本申请实施例还提供了一种过流保护的方法示例，具体步骤如下：

步骤701，等待预设的时间间隔。

其中，预设的时间间隔可以为1秒。

步骤702，在等待预设的时间间隔后，判断逆变器的输出电流值是否大于预设的过流参考值。

若是，则执行步骤703；若否，则执行步骤707。

其中，预设的过流参考值可以为100A。

步骤703，计算逆变器输出的电流值与所述预设的过流参考值的差，作为时基。

步骤704，将时基和预设调节系数的乘积，与过流时间的当前值之和，作为更新后的过流时间。

其中，过流时间的初始值为0。

步骤705，判断过流时间是否超过预设的过流时间参考值。

若是，则执行步骤706；若否，则执行步骤701；

步骤706，控制逆变器停止逆变。

步骤707，设置时基为0；

步骤708，设置过流时间为0。

基于相同的技术构思，如图8所示，本申请实施例还提供了一种逆变器的控制装置，所述装置属于电力系统，所述电力系统还包括逆变器、电网和并网开关，所述逆变器通过所述并网开关与所述电网连接，所述装置包括：

检测模块801，用于在所述逆变器处于离网状态时，检测所述逆变器的输出电压的参数和所述电网的电网电压的参数；

跟踪模块802，用于当所述电网电压的参数满足第一预设并网条件时，控制所述逆变器的输出电压跟踪所述电网的电网电压，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足第二预设并网条件；

控制模块803，用于当所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足所述第二预设并网条件时，控制所述并网开关导通。

可选的，所述装置还包括：

第一反馈控制模块，用于在所述逆变器处于离网状态时，对所述逆变器进行电压反馈控制；

前馈控制模块，用于在所述并网开关导通时开始计时，在达到预设时间阈值之前，根据所述电网的电网电压实时变化量对所述逆变器的输出电压进行前馈补偿；

第二反馈控制模块，用于在达到所述预设时间阈值时，对所述逆变器进行电流反馈控制。

可选的，所述跟踪模块802，包括；

同频同相调节单元，用于按照预设的同频同相调节算法，调节所述逆变器的输出电压的频率和相位，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的频率差值和相位差值分别小于第二预设阈值和第三预设阈值；

同幅调节单元，用于按照预设的同幅调节算法，调节所述逆变器的输出电压的幅值，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值小于第一预设阈值。

可选的，所述同频同相调节单元，包括：

第一比较器，用于确定所述电网电压的相位与所述逆变器的输出电压的相位的相位差；

第一PI调节器，用于对所述相位差进行比例积分运算，得到所述逆变器的输出电压的频率调节值；

第一加法器，用于将所述频率调节值与所述电网电压的频率叠加，得到所述逆变器的输出电压的参考频率；

第一PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)子单元，依据所述参考频率，调节所述逆变器的输出电压的频率，以使所述频率调节值小于预设频率阈值。

可选的，所述同幅调节单元，包括：

第二比较器，用于确定所述电网电压的电压有效值，及所述逆变器的输出电压的电压有效值，并计算两者的有效值差；

第二PI调节器，用于对所述有效值差进行比例积分运算，得到所述逆变器的输出电压的有效值调节值；

第二加法器，用于将所述有效值调节值与所述电网电压的有效值叠加，得到所述逆变器的输出电压的参考有效值；

第二PWM子单元，用于依据所述参考有效值，调节所述逆变器的输出电压的有效值，以使所述参考有效值小于预设有效值阈值。

可选的，所述装置还包括：

过流保护模块，用于在所述逆变器处于运行状态下，当所述逆变器的输出电流大于预设电流阈值时，控制所述逆变器停止逆变。

可选的，所述第一预设并网条件包括：所述电网电压的频率和相电压有效值在预设时间段内分别处于第一预设范围和第二预设范围内，且所述电网电压的相序与所述逆变器的输出电压的相序相同。

可选的，所述装置还包括：

离网切换模块，用于在接收到离网切换指令时，断开所述并网开关，停止对所述逆变器进行电流反馈控制，并以预设的电压指令值作为电压反馈控制的瞬时输入，对所述逆变器进行电压反馈控制。

可选的，所述装置还包括：

电压指令值生成模块，用于依据如下公式，计算所述预设的电压指令值：

其中，M为电压指令值，R为所述逆变电路的等效内阻，L为所述逆变电路的等效电感，s为拉普拉斯变换中的复变量，Z_L为所述逆变器的等效负载阻抗，E_o(s)为所述电网的电网电压经过拉普拉斯变换后在复频域的表示，V_DC(s)为所述逆变电路的输入电压经过拉普拉斯变换后在复频域的表示。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。

Claims (18)

1.一种逆变器的控制方法，其特征在于，所述方法应用于电力系统中的控制部件，所述电力系统还包括逆变器、电网和并网开关，所述逆变器通过所述并网开关与所述电网连接，所述方法包括：

在所述逆变器处于离网状态时，检测所述逆变器的输出电压的参数和所述电网的电网电压的参数；

当所述电网电压的参数满足第一预设并网条件时，控制所述逆变器的输出电压跟踪所述电网的电网电压，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足第二预设并网条件；

当所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足所述第二预设并网条件时，控制所述并网开关导通。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述逆变器处于离网状态时，对所述逆变器进行电压反馈控制；

在所述并网开关导通时，停止对所述逆变器进行电压反馈控制，并在所述并网开关导通时开始计时，在达到预设时间阈值之前，根据所述电网的电网电压实时变化量对所述逆变器的输出电压进行前馈补偿；在达到所述预设时间阈值时，对所述逆变器进行电流反馈控制。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述逆变器的输出电压跟踪所述电网的电网电压，包括：

按照预设的同频同相调节算法，调节所述逆变器的输出电压的频率和相位，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的频率差值和相位差值分别小于第二预设阈值和第三预设阈值；

按照预设的同幅调节算法，调节所述逆变器的输出电压的幅值，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值小于第一预设阈值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述按照预设的同频同相调节算法，调节所述逆变器的输出电压的频率和相位，包括：

确定所述电网电压的相位与所述逆变器的输出电压的相位的相位差；

对所述相位差进行比例积分运算，得到所述逆变器的输出电压的频率调节值；

将所述频率调节值与所述电网电压的频率叠加，得到所述逆变器的输出电压的参考频率；

依据所述参考频率，调节所述逆变器的输出电压的频率，以使所述频率调节值小于预设频率阈值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述按照预设的同幅调节算法，调节所述逆变器的输出电压的幅值，包括：

确定所述电网电压的电压有效值，及所述逆变器的输出电压的电压有效值，并计算两者的有效值差；

对所述有效值差进行比例积分运算，得到所述逆变器的输出电压的有效值调节值；

将所述有效值调节值与所述电网电压的有效值叠加，得到所述逆变器的输出电压的参考有效值；

依据所述参考有效值，调节所述逆变器的输出电压的有效值，以使所述参考有效值小于预设有效值阈值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述逆变器处于运行状态下，当所述逆变器的输出电流大于预设电流阈值时，控制所述逆变器停止逆变。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设并网条件包括：所述电网电压的频率和相电压有效值在预设时间段内分别处于第一预设范围和第二预设范围内，且所述电网电压的相序与所述逆变器的输出电压的相序相同。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到离网切换指令时，断开所述并网开关，停止对所述逆变器进行电流反馈控制，并以预设的电压指令值作为电压反馈控制的瞬时输入，对所述逆变器进行电压反馈控制。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述逆变器包括逆变电路，所述方法还包括：

依据如下公式，计算所述预设的电压指令值：

其中，M为电压指令值，R为所述逆变电路的等效内阻，L为所述逆变电路的等效电感，s为拉普拉斯变换中的复变量，Z_L为所述逆变器的等效负载阻抗，E_o(s)为所述逆变器的输出电压经过拉普拉斯变换后在复频域的表示，V_DC(s)为所述逆变电路的输入电压经过拉普拉斯变换后在复频域的表示。

10.一种逆变器的控制装置，其特征在于，所述装置属于电力系统，所述电力系统还包括逆变器、电网和并网开关，所述逆变器通过所述并网开关与所述电网连接，所述装置包括：

检测模块，用于在所述逆变器处于离网状态时，检测所述逆变器的输出电压的参数和所述电网的电网电压的参数；

跟踪模块，用于当所述电网电压的参数满足第一预设并网条件时，控制所述逆变器的输出电压跟踪所述电网的电网电压，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足第二预设并网条件；

控制模块，用于当所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值、频率差值和相位差值满足所述第二预设并网条件时，控制所述并网开关导通。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一反馈控制模块，用于在所述逆变器处于离网状态时，对所述逆变器进行电压反馈控制；

前馈控制模块，用于在所述并网开关导通时开始计时，在达到预设时间阈值之前，根据所述电网的电网电压实时变化量对所述逆变器的输出电压进行前馈补偿；

第二反馈控制模块，用于在达到所述预设时间阈值时，对所述逆变器进行电流反馈控制。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述跟踪模块，包括；

同频同相调节单元，用于按照预设的同频同相调节算法，调节所述逆变器的输出电压的频率和相位，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的频率差值和相位差值分别小于第二预设阈值和第三预设阈值；

同幅调节单元，用于按照预设的同幅调节算法，调节所述逆变器的输出电压的幅值，以使所述逆变器的输出电压与所述电网的电网电压的幅值差值小于第一预设阈值。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述同频同相调节单元，包括：

第一比较器，用于确定所述电网电压的相位与所述逆变器的输出电压的相位的相位差；

第一PI调节器，用于对所述相位差进行比例积分运算，得到所述逆变器的输出电压的频率调节值；

第一加法器，用于将所述频率调节值与所述电网电压的频率叠加，得到所述逆变器的输出电压的参考频率；

第一PWM子单元，用于依据所述参考频率，调节所述逆变器的输出电压的频率，以使所述频率调节值小于预设频率阈值。

14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述同幅调节单元，包括：

第二比较器，用于确定所述电网电压的电压有效值，及所述逆变器的输出电压的电压有效值，并计算两者的有效值差；

第二PI调节器，用于对所述有效值差进行比例积分运算，得到所述逆变器的输出电压的有效值调节值；

第二加法器，用于将所述有效值调节值与所述电网电压的有效值叠加，得到所述逆变器的输出电压的参考有效值；

第二PWM子单元，用于依据所述参考有效值，调节所述逆变器的输出电压的有效值，以使所述参考有效值小于预设有效值阈值。

15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

过流保护模块，用于在所述逆变器处于运行状态下，当所述逆变器的输出电流大于预设电流阈值时，控制所述逆变器停止逆变。

16.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一预设并网条件包括：所述电网电压的频率和相电压有效值在预设时间段内分别处于第一预设范围和第二预设范围内，且所述电网电压的相序与所述逆变器的输出电压的相序相同。

17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

离网切换模块，用于在接收到离网切换指令时，断开所述并网开关，停止对所述逆变器进行电流反馈控制，并以预设的电压指令值作为电压反馈控制的瞬时输入，对所述逆变器进行电压反馈控制。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

电压指令值生成模块，用于依据如下公式，计算所述预设的电压指令值：

其中，M为电压指令值，R为所述逆变电路的等效内阻，L为所述逆变电路的等效电感，s为拉普拉斯变换中的复变量，Z_L为所述逆变器的等效负载阻抗，E_o(s)为所述电网的电网电压经过拉普拉斯变换后在复频域的表示，V_DC(s)为所述逆变电路的输入电压经过拉普拉斯变换后在复频域的表示。