CN112909999A - 一种无锁相环高电能质量无缝切换系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无锁相环高电能质量无缝切换系统，包含多个并联的逆变器，逆变器为三相逆变器，逆变器的输出端连接LC滤波器，再经线路阻抗Zline连接到公共连接点PCC，电网通过电网保护开关Su、线路阻抗Lg、并网开关Si后与PCC相连，负载Zload并联连接在PCC处，还包括并联在PCC处的预同步单元。还公开了无锁相环高电能质量无缝切换系统的控制方法。采用电感电流内环，电容电压环以及并网电流环的三环控制结构，无需锁相环或锁频环，可以实现并网运行转孤岛运行时逆变器自动由电流源控制切换为基于下垂控制的电压源控制，提高了并网到孤岛模式的转换过程中的负载电压质量。

Description

一种无锁相环高电能质量无缝切换系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及并网逆变器控制技术领域，具体的说，是一种无锁相环高电能质量无缝切换系统及其控制方法。
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。为了克服可再生能源间歇性及不确定性的特点，微网的概念应运而生，将分布式能源、储能装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型电网，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。在微网分别与大电网并联运行和孤岛运行时，逆变器应实现不同的控制目标。并网运行状态，微网中各逆变器应能根据上层控制器下达的功率指令或最大功率跟踪算法实现额定功率的输出，并确保并网电流质量符合相关标准规定；在孤岛运行状态，逆变器应能输出额定电压，确保负载供电电压符合要求；此外，在微网并网及孤岛切换过程中，应确保负载供电质量，并且并网电流没有过大的超调，避免损坏变流器。
目前普遍的无缝切换控制策略可分为以下2类：1)混合电压电流模式控制；2)电压模式控制。在混合电压电流模式控制中，并网时逆变器控制为电流源，孤岛时逆变器控制为电压源，存在两套控制系统，在并网和孤岛运行发生转换时，由于孤岛检测时间的存在，负载电压会存在一段失控时间，负载电压质量受到孤岛检测快速性的影响；在电压模式控制中，无论在并网或者孤岛模式，逆变器均采用下垂控制，以电压源运行，但是由于下垂控制中功率环的存在，无论在孤岛或并网模式，系统的动态响应特性均比较慢。并且在并网运行状态，基于下垂控制的逆变器输出功率易受电网电压波动的影响。
除了确保并网运行转孤岛运行过程中的负载电压质量，在微网由孤岛运行转为并网运行时，应首先进行预同步控制，避免并网电流冲击。在传统的预同步方法中，通常利用锁相环(PLL)或锁频环(FLL)对电网电压进行锁相或锁频，使得逆变器输出电压或微网并网点电压追踪电网电压，均需要依赖远程通信获取电网电压信息。在实际系统中，各分布式电源需要根据实际用电需求合理分布，所以其分布通常较为分散。在预同步过程中，电网电压信息通过通信线传递给并网逆变器，然后逆变器根据这些信息来调节自己的输出电网使其与电网电压一致。正因为如此，微网系统存在建造成本高，可靠性较低等显著缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无锁相环高电能质量无缝切换系统及其控制方法，用于解决现有技术中预同步过程中，电网电压信息通过通信线传递给并网逆变器，然后逆变器根据这些信息来调节自己的输出电网使其与电网电压一致存在微网建造成本高、可靠性较低的问题；
本发明通过下述技术方案解决上述问题：
一种无锁相环高电能质量无缝切换系统，包含多个并联的逆变器，逆变器为三相逆变器，逆变器的输出端连接LC滤波器，再经线路阻抗Zline连接到公共连接点PCC，电网通过电网保护开关Su、线路阻抗Lg、并网开关Si后与PCC相连，负载Zload并联连接在PCC处，还包括并联在PCC处的预同步单元，预同步单元用于在逆变器由孤岛运行转为并网运行时，使逆变器电压相位与电网相位相同，从而满足并网条件。
当电网正常工作时，电网保护开关Su和并网开关Si处于闭合状态，逆变器并网运行；当电网发生故障时，电网保护开关Su迅速断开，系统检测到孤岛状态，断开并网开关Si，微网进入孤岛模式；当电网故障解除，电网保护开关Su重新闭合，预同步单元的预同步控制开始进行，当并网开关Si两侧电压的幅值、相位调节至相同后，并网开关Si闭合，微网系统重新并网，再次进入并网模式。在微网并网点附近增加了一个预同步控制单元实现预同步调节，由于其安装位置的特殊，其可以直接检测微网母线PCC点电压与电网电压之差，调节自身输出电流，从而调节输出功率，进而影响其他各逆变器输出功率，即输出电流发生变化，又因为在孤岛状态下，各逆变器输出电流和输出电压构成下垂关系，输出电流变化导致各逆变器输出电压发生变化，可以实现逆变器并网前的相位预同步，无需远程通讯线，大大提升了系统的可靠性，降低了建造成本。
一种无锁相环高电能质量无缝切换的控制方法，应用于上述的无锁相环高电能质量无缝切换系统，在控制策略中，使用了比例-积分控制器(PI控制器GIG_PI、GI)，其中还包括限幅器、比例控制器(GV_P、GIL)、重复控制器(GIG_RC、GV_RC)等控制器结构，总的来说由三个级联的控制环：并网电流环、电容电压环和电感电流环组成。方法包括：
步骤S1：将三相电压电流值通过坐标变换变换到同步两项坐标系(d轴-q轴)下；
步骤S2：当电网正常工作时，电网保护开关Su和并网开关Si处于闭合状态，d轴电流由于PI控制器的作用始终跟随其参考值，而q轴参考频率也与电网频率相等，因此q轴电流同样等于其参考值，微网系统并网运行；
当电网发生故障时，电网保护开关Su迅速断开，系统在检测到孤岛状态发生后，断开并网开关Si，微网系统处于孤岛运行；微网系统与电网之间的能量交换迅速减为0，并网电流d轴分量igd减小，而其参考值igdref不变，所以并网电流环中d轴积分器输入由0变为正，故其输出持续增加直至Vdmax后，积分器失去控制作用，此时d轴由PI控制转变为比例控制，构建了并网电流与电容电压间的下垂控制。故障发生时，逆变器输出电压角频率ω与电网电压角频率ω0不再相等，此时由于并网电流与电容电压间的下垂关系，就可通过调节电容电压指令值的大小实现对电网电流的控制，由于并网电流q轴分量与输出角频率间存在的下垂关系，实现对相位的获取且无需锁相环。
当电网故障清除后，逆变器需要重新并网，电网保护开关Su自动闭合，首先进行微网系统并网点电压和电网电压的预同步控制，当二者相位相同后，并网开关Si闭合，微网系统重新并网运行，再次进入并网模式。
预同步控制是由预同步单元通过硬件采样，同时检测到公共连接点电压Vpcc和电网电压Vg，并分别对两点电压进行锁相，在逆变器并网前，预同步单元根据并网开关两侧的相位差与0作比较后，采用PI控制调节该同步单元自身输出无功电流的指令值iLq_comp，将此指令值作为电感电流q轴指令值输入之一，通过电感电流环中PI控制器GI的调节，使预同步单元实际输出的无功电流跟随指令值iLref+iLq_comp的变化，又由于并网电流q轴分量与逆变器输出角频率存在下垂关系，电流变化会导致角频率变化，而这种变化趋势是趋于使微网PCC电压与网侧电压相位同步的，故实现并网相位预同步控制。
本发明通过分析并网电流环、电容电压环和电感电流环三个控制环之间的内在联系，实现了并网时无需锁相环即可获取相位，简化了控制结构。添加了一个预同步单元，实现了逆变器并网前，无需远程通讯线的相位预同步，从而降低了设备成本，增加了系统的可靠性。
根据微网不同的运行状态，分布式发电单元共有四种工作模式：并网模式、并网模式转孤岛模式的转换过程、孤岛模式、孤岛模式转并网模式的转换过程：
并网模式下，电网保护开关Su、并网开关Si同时处于闭合状态，在并网电流环中PI控制器的作用下，d轴并网电流实际值跟随其参考值，电网频率等于q轴中频率参考值ω0，q轴并网电流igq等于其参考值；并网电流环的输出为电容电压环的指令值，通过调节逆变器电容电压值，实现对逆变器并网电流的控制，逆变器通过q轴并网电流igq和逆变器输出角频率ω间的下垂关系实现对相位的获取，并网电流igq和逆变器输出角频率ω间的下垂关系为
ω-ω0＝kp(igqref-igq)；
并网转孤岛：当电网发生故障时，电网保护开关Su迅速断开，微网系统与电网之间的能量交换迅速减为0，逆变器输出的功率流向远程负载，远程负载有功功率及无功功率增加，PCC处电压幅值增加、频率减小，并网电流d轴分量减小；并网电流环d轴中积分器输入为正值，其输出持续增加直到达到限幅器上限值Vdmax，积分控制器不再发挥作用，并网电流环d轴由PI控制自动转为比例控制，构建了由并网电流到电容电压的下垂控制，通过限幅器确保在切换过程中电容电压幅值始终在可控范围内；
孤岛模式：当系统检测到孤岛后，并网开关Si断开，微网系统进入孤岛运行状态；积分控制器失去作用，仅由比例控制器作用，并网电流环d轴和q轴分别建立并网电流和电容电压之间的下垂控制关系，实现负载有功及无功功率在各逆变器间的近似等比例均分；并网电流和电容电压之间的下垂控制关系为：
vCd＝vdi-kgp(igd-igdref)；
孤岛转并网：预同步单元同时检测到PCC电压Vpcc和电网电压Vg，并分别对Vpcc和Vg进行锁相获取相位信息，当电网恢复后，微网系统由孤岛运行转为并网运行之前，首先进行微网PCC处电压与电网电压的预同步调节：预同步单元根据并网开关Si两侧的相位差，采用PI控制，调节自身输出无功电流的指令值iLq_comp，使预同步单元实际输出的无功电流跟随指令值的变化，影响微网系统中各逆变器输出无功功率变化即逆变器并网电流的q轴分量igq变化，igq变化导致逆变器输出角频率变化，这种变化趋势趋于使微网PCC电压与电网侧电压相位同步，从而实现相位预同步控制。
在并网运行状态如果电网电压中存在谐波或畸变，会导致逆变器并网电流ig中存在谐波，因此在并网电流环和电容电压环中分别增加重复控制器GIG_RC以及GV_RC，用于抑制并网电流谐波，重复控制器是由内模和补偿器构成，内模结构使得闭环系统能够良好地抵消外部扰动实现零稳态误差跟踪，而补偿器用于根据实际需要进行幅值与相位的补偿。
孤岛模式下，为了避免逆变器并网电流中谐波对逆变器输出电容电压的干扰，控制并网电流环中的重复控制器GIG_RC停止作用，电容电压环中的重复控制器GV_RC继续作用，用于抑制非线性负载对逆变器输出电容电压的影响。
利用重复控制单元，保证并网运行和孤岛且带非线性负载条件下电流谐波低于谐波标准上限，确保了电能质量。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明实现微网中并联逆变器在并网状态电流源控制模式和孤岛状态电压源控制模式间的无缝转换，不依赖孤岛检测算法，保证了切换过程中负载电压的供电质量，并且在并网运行状态可省略锁相环结构，简化控制算法。
(2)本发明解决了现有的预同步控制算法复杂且依赖远程通信线的问题，提供一种无需远程通讯线获取电网电压信息的预同步控制单元，实现微网系统孤岛转并网时的电压预同步。
(3)本发明在微网系统并网运行状态，通过增加谐波控制使电网电压存在谐波时确保逆变器并网电流谐波符合规定；在微网孤岛运行时，在存在非线性负载的情况下，确保逆变器输出电压谐波符合规定。
(4)微网各逆变器在并网状态均控制为电流源模式，且无需锁相环，当各台逆变器并网电流q轴分量不相等时，并网电流q轴分量igq和电容电压角频率下垂关系的建立，使得各台逆变器电容电压角频率和并网电流q轴分量都各自相等，系统趋于稳定，从而可以实现并网时无需锁相和锁频环。
(5)本发明采用电感电流内环，电容电压环以及并网电流环的三环控制结构，无需锁相环或锁频环，可以实现并网运行转孤岛运行时逆变器自动由电流源控制切换为基于下垂控制的电压源控制，提高了并网到孤岛模式的转换过程中的负载电压质量。
附图说明
图1为多个逆变器的并网系统示意图；
图2为单个逆变器并网结构示意图；
图3为本发明的逆变器控制框图；
图4为预同步单元的锁相环；
图5为预同步单元补偿电流指令值生成结构图；
图6为预同步单元的简化控制框图；
图7为系统运行全过程中A相负载电压波形；
图8为3s电网发生故障时三相负载电压波形；
图9为6s时逆变器完成预同步，由孤岛模式转为并网模式下三相负载电压波形图；
图10为在2.5s时向系统注入幅值为5V的七次谐波时逆变器并网电流A相波形图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
结合附图1和图2所示，一种无锁相环高电能质量无缝切换系统，包含多个并联的三相逆变器，其中三相逆变器的输出端连接LC滤波器，再经线路阻抗Zline连接到公共连接点PCC，电网通过电网保护开关Su，经线路阻抗Lg到并网保护开关Si后与PCC相连，负载并联连接在PCC处。预同步单元并联在PCC处，在逆变器由孤岛运行转为并网运行时，通过电压检测和比较，可以实现逆变器并网前的相位预同步，无需远程通讯线，大大提升了系统的可靠性，降低了建造成本。
为了简化分析，将三相电压电流值均通过坐标变换，使其变换到同步两相坐标系(d轴-q轴)下。在控制策略中，使用了比例-积分控制器(PI控制器GIG_PI)，其中还包括限幅器、比例控制器(GV_P、GIL)、重复控制器(GIG_RC、GV_RC)等控制器结构，其中，在PI控制器中，在积分器后添加了一个限幅器，当限幅器饱和时，PI控制器中的积分环节会自动失效，由PI控制自动转为比例控制。总的来说，逆变器是由三个级联的控制环：并网电流环、电容电压环和电感电流环组成。
实施例2：
一种无锁相环高电能质量无缝切换控制系统的控制方法，当电网正常工作时，电网保护开关Su和并网开关Si处于闭合状态，微网系统并网运行；当电网发生故障时，电网保护开关Su迅速断开，系统在检测到孤岛状态发生后，断开并网开关Si，微网系统处于孤岛运行；当电网故障清除后，电网保护开关Su自动闭合，首先进行微网系统并网点电压和电网电压的预同步控制，当二者相位相同后，并网开关Si闭合，微网系统重新并网运行，再次进入并网模式。
根据微网不同的运行状态，共有四种工作模式：并网模式、并网模式转孤岛模式的转换过程、孤岛模式、孤岛模式转并网模式的转换过程。
下面分别对四种工作模式中逆变器的工作状态进行详细描述：
1、并网模式
当电网正常工作时，并网开关Si和电网保护开关Su同时处于闭合状态，如图3所示，由于d轴最外侧并网电流环中PI控制器GIG_PI的作用，d轴并网电流实际值跟随其参考值，并且在并网运行状态下，由于电网频率等于q轴中频率参考值ω0，因此q轴并网电流igq同样等于其参考值，否则逆变器输出电压的角频率ω发生变化，不再等于频率参考值ω0，继而逆变器输出无功功率进行调节，最终达到平衡时有igq等于其参考值。并网电流环的输出为电容电压环的指令值，通过调节逆变器电容电压值，间接实现对逆变器并网电流的控制，在并网运行状态，逆变器控制为电流源，其并网电流等于并网电流指令值。由于以上所述关系的存在，逆变器无需锁相环，通过q轴并网电流igq和逆变器输出角频率ω间的下垂关系，如式(1)所示，即可实现对相位的获取。
ω-ω0＝kp(igqref-igq) (1)
此外，在并网运行状态如果电网电压中存在谐波或畸变，会导致逆变器并网电流ig中存在谐波，因此在并网电流环和电容电压环中分别增加重复控制器GIG_RC以及GV_RC，用于抑制并网电流谐波。重复控制器是由内模和补偿器构成，内模结构使得闭环系统能够良好地抵消外部扰动实现零稳态误差跟踪，而补偿器需要根据实际需要进行幅值与相位的补偿。
2、并网→孤岛
为了便于分析，假设并网运行状态微网向电网注入有功及无功功率。当电网发生故障时，电网保护开关Su迅速断开，微网系统与电网之间的能量交换迅速减为0，而此时逆变器输出的功率几乎保持不变。原本流入电网的功率流向远程负载，所以远程负载有功及无功功率增加，母线PCC处电压幅值增加，频率减小，并网电流d轴分量减小。由于并网电流环d轴中积分器输入为正值，故其输出持续增加直到达到限幅器上限值Vdmax，积分控制器不再发挥作用，并网电流环d轴由PI控制自动转为比例控制，构建了由并网电流到电容电压的下垂控制。通过合理设计限幅器的限幅值，可确保在切换过程中电容电压幅值始终在可控范围内。
3、孤岛
当电网故障，并网电流环中的积分控制器输出达到限幅器限值后，积分控制器将失去作用，仅由比例控制器作用，根据图3中的结构示意图，并网电流环d轴和q轴分别建立并网电流和电容电压之间的下垂控制关系，如式(2)所示，由于此关系的存在，即可实现负载有功功率在各逆变器间的近似等比例均分。
vCd＝vdi-kgp(igd-igdref) (2)
当系统检测到孤岛后，并网开关Si断开，微网进入孤岛运行状态。此时，为了避免逆变器并网电流中谐波对逆变器输出电容电压的干扰，控制程序使得并网电流环中的重复控制器GIG_RC停止作用，电容电压环中的重复控制器GV_RC继续作用，用于抑制非线性负载对逆变器输出电容电压的影响。
4、孤岛→并网
如图1所示，本发明在传统微网结构中，在微网并网点附近增添了一个预同步单元(Pre-Synchronization Unit)，其本质为一台逆变器。由于安装位置的特殊，该单元可以同时检测到公共连接点电压Vpcc和电网电压Vg，并分别对Vpcc和Vg进行锁相获取二者相位信息，图4中(a)、(b)分别为公共连接点电压Vpcc和电网电压Vg的锁相环结构示意图。当电网恢复后，微网系统由孤岛运行转为并网运行之前，首先进行微网PCC处电压与电网电压的预同步调节，如图5所示，预同步单元根据并网开关两侧的相位差，采用PI控制，调节该同步单元自身输出无功电流的指令值iLq_comp，将其作为电感电流环q轴指令值之一调节电感电流环，如图6所示，使预同步单元实际输出的无功电流跟随指令值的变化。当微网运行在孤岛模式下时，微网系统中的各逆变器均基于并网电流下垂控制，当预同步单元输出的无功功率变化时，影响微网中各逆变器输出无功功率变化，即逆变器并网电流的q轴分量igq变化。并网电流q轴分量igq与逆变器输出角频率具有下垂关系，igq变化导致逆变器输出角频率变化，而这种变化趋势是趋于使微网PCC电压与网侧电压相位同步的，即实现了相位预同步控制。该预同步方法克服了传统预同步方法中需要利用远程通讯线向各逆变器传输电网电压讯息的缺点，降低了设备成本，增加了系统的可靠性。
为了验证了本发明的有效性，根据图1系统结构在PSCAD仿真软件中搭建了仿真模型，系统在初始状态为并网状态且电网运行正常，在3s时，电网发生故障，电网保护开关Su立即断开，经过0.02s的孤岛检测时间，并网开关Si断开，逆变器进入孤岛模式。4.2s时，电网故障解除，电网保护开关Su自动闭合，6s时逆变器完成并网预同步，闭合并网开关Si。具体仿真结果如图7-10所示，图7为系统运行全过程中A相负载电压波形，图8为3s电网发生故障时三相负载电压波形，从该图中可以看出，系统可以做到从并网转孤岛时的平滑切换。图9为6s时逆变器完成预同步，由孤岛模式转为并网模式下三相负载电压波形图，同样从图中可以看出，系统可以实现状态转化时的无缝切换，负载电压质量得到保证。此外，为了验证重复控制的滤波功能，在2.5s时向系统注入幅值为5V的七次谐波，图10为对应时段逆变器并网电流A相波形，从图中可以清晰地看出，约0.2s后，电流波形明显平滑，并网电流谐波被明显抑制。
本发明中给出了一种无锁相环高电能质量无缝切换控制系统，利用PSCAD仿真软件搭建了系统模型，仿真结果验证了该控制方法可实现无锁相环并网，在并网与孤岛模式间之间的切换中可以保证负载电压的质量；通过添加预同步单元实现了无远程通讯线即可完成并网预同步的目的，并且通过添加重复控制模块，显著抑制了并网电流中的谐波成分。该方法正确有效，为实际工程运用提供了一种良好的参考思路。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (4)

1.一种无锁相环高电能质量无缝切换系统，其特征在于，包含多个并联的逆变器，逆变器的输出端连接LC滤波器，再经线路阻抗Zline连接到公共连接点PCC，电网通过电网保护开关Su、线路阻抗Lg、并网开关Si后与PCC相连，负载Zload并联连接在PCC处，还包括并联在PCC处的预同步单元，预同步单元用于在逆变器由孤岛运行转为并网运行时，使逆变器电压相位与电网相位相同。
2.一种无锁相环高电能质量无缝切换的控制方法，应用于对如权利要求1所述的无锁相环高电能质量无缝切换系统，其特征在于，包括：
步骤S1：将三相电压电流值通过坐标变换变换到同步两项坐标系(d轴-q轴)下；
步骤S2：当电网正常工作时，电网保护开关Su和并网开关Si处于闭合状态，微网系统并网运行；当电网发生故障时，电网保护开关Su迅速断开，系统在检测到孤岛状态发生后，断开并网开关Si，微网系统处于孤岛运行；当电网故障清除后，电网保护开关Su自动闭合，首先进行微网系统并网点电压和电网电压的预同步控制，当二者相位相同后，并网开关Si闭合，微网系统重新并网运行，再次进入并网模式，具体包括：
并网模式下，电网保护开关Su、并网开关Si同时处于闭合状态，在并网电流环中PI控制器的作用下，d轴并网电流实际值跟随其参考值，电网频率等于q轴中频率参考值ω0，q轴并网电流igq等于其参考值；并网电流环的输出为电容电压环的指令值，通过调节逆变器电容电压值，实现对逆变器并网电流的控制，逆变器通过q轴并网电流igq和逆变器输出角频率ω间的下垂关系实现对相位的获取，并网电流igq和逆变器输出角频率ω间的下垂关系为
ω-ω0＝kp(igqref-igq)；
并网转孤岛：当电网发生故障时，电网保护开关Su迅速断开，微网系统与电网之间的能量交换迅速减为0，逆变器输出的功率流向远程负载，远程负载有功功率及无功功率增加，PCC处电压幅值增加、频率减小，并网电流d轴分量减小；并网电流环d轴中积分器输入为正值，其输出持续增加直到达到限幅器上限值Vdmax，积分控制器不再发挥作用，并网电流环d轴由PI控制自动转为比例控制，构建了由并网电流到电容电压的下垂控制，通过限幅器确保在切换过程中电容电压幅值始终在可控范围内；
孤岛模式：当系统检测到孤岛后，并网开关Si断开，微网系统进入孤岛运行状态；积分控制器失去作用，仅由比例控制器作用，并网电流环d轴和q轴分别建立并网电流和电容电压之间的下垂控制关系，实现负载有功及无功功率在各逆变器间的近似等比例均分；并网电流和电容电压之间的下垂控制关系为：vCd＝vdi-Kgp(igd-igdref)；
孤岛转并网：预同步单元同时检测到PCC电压Vpcc和电网电压Vg，并分别对Vpcc和Vg进行锁相获取相位信息，当电网恢复后，微网系统由孤岛运行转为并网运行之前，首先进行微网PCC处电压与电网电压的预同步调节：预同步单元根据并网开关Si两侧的相位差，采用PI控制，调节自身输出无功电流的指令值iLq_comp，使预同步单元实际输出的无功电流跟随指令值的变化，影响微网系统中各逆变器输出无功功率变化即逆变器并网电流的q轴分量igq变化，igq变化导致逆变器输出角频率变化，这种变化趋势趋于使微网PCC电压与电网侧电压相位同步，从而实现相位预同步控制。
3.根据权利要求2所述的一种无锁相环高电能质量无缝切换的控制方法，其特征在于，并网模式下，并网电流环和电容电压环中分别增加重复控制器GIG_RC以及GV_RC，用于抑制并网电流谐波，重复控制器是由内模和补偿器构成，内模结构使得闭环系统能够良好地抵消外部扰动实现零稳态误差跟踪，而补偿器用于根据实际需要进行幅值与相位的补偿。
4.根据权利要求2所述的一种无锁相环高电能质量无缝切换的控制方法，其特征在于，孤岛模式下，控制并网电流环中的重复控制器GIG_RC停止作用，电容电压环中的重复控制器GV_RC继续作用，用于抑制非线性负载对逆变器输出电容电压的影响。
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