CN113300409B - 基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，当交流母线的电压为零时，换流器接入交流母线，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，使微网中每台换流器的相位逐渐逼近，最终实现相同；当交流母线的电压不为零时，先对换流器进行相位的预同步调整，当交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差的绝对值小于预设误差限值时，将换流器接入交流母线，然后继续进行换流器相同的调整，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等。本发明中所有换流器之间无需通信，以母线电压相位作为基准，即可实现各换流器的相位同步。

Description

基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法

技术领域

本发明涉及换流器控制领域，特别是涉及一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法。

背景技术

随着可再生能源和分布式发电的发展，微电网以其有利于清洁能源的接入、可控性强等优点，成为了国内外研究的焦点。可再生能源和储能多通过逆变器接入微电网，在离网运行模式下，多台逆变器通过协调控制支撑微电网的电压和频率是提高可再生能源渗透率和保障微网稳定运行的关键技术。目前底层控制中，主流的控制方式有三种：集中控制、主从控制、下垂控制。集中控制通过同步总线和平均电流总线对各换流器进行统一控制，控制方式简单，均流效果好，但可靠性不高，公共模块故障将导致系统崩溃。主从控制以一台换流器作为主控单元，采用电压电流双闭环控制，其余换流器作为从机，只采用电流闭环控制。主从控制可靠性仍较低，虽然主机故障时可以选定一台从机作为新的主机，但切换过程可能出现不稳定。下垂控制由于无需通信互联线、冗余度好、可靠性高等优点成为近年来研究的重点，被广泛应用于UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)和微电网领域，以实现孤岛微电网的自主运行以及逆变器的功率均分。但是传统的频率和电压下垂控制存在以下问题：1)逆变器输出阻抗及线路阻抗不匹配导致的有功功率/无功功率耦合、功率分配精度不高；2)下垂特性导致的固有频率/电压偏移；3)功率计算环节中低通滤波器导致的动态性能差。基于虚拟阻抗法的电压-电流下垂控制能有效改善传统下垂控制的缺点，但这种方法需要各换流器相位保持同步。

目前，换流器的相位同步通过锁相环实现。多台换流器接入微网时，选择一台换流器作为主换流器，采用V/f控制，维持微网电压和频率稳定。其余换流器作为从换流器，利用锁相环跟踪交流母线相位。但由于逆变器的分散性，各逆变器只能对负载电压、而不是主逆变器的输出电压进行锁相，因此无法实现各逆变器的相位同步。此外，采用PLL(PhaseLocked Loop，锁相环)来同步逆变器和交流母线，这将不可避免的引入一台主逆变器以提供参考相位。在这种情况下，一旦主逆变器因故障或其它原因退出运行后，必须切换其它一台正常逆变器为主逆变器，才能保证系统的正常运行，这降低了系统的可靠性，增加了控制的复杂度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，在各换流器之间无需通信的基础上实现各换流器的相位同步。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，所述方法应用于交直流配电系统，所述交直流配电系统中多个直流电源分别通过不同换流器连接至同一交流母线，为接在交流母线上的负载供电；交流母线上对应每台换流器分别设有电压互感器，用于检测每台换流器接入前交流母线的电压；所述方法包括：

获取每个换流器启动后交流母线的电压，并判断每个换流器启动后交流母线的电压是否为零，获得判断结果；

若所述判断结果表示是，则将换流器接入所述交流母线，并在所述换流器每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等；

若所述判断结果表示否，则执行以下步骤：

在所述换流器接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差的绝对值小于预设误差限值时，将换流器接入交流母线；

在换流器接入交流母线后每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等。

进一步地，所述获取每个换流器启动后交流母线的电压，并判断每个换流器启动后交流母线的电压是否为零，获得判断结果，之前还包括：

将每个换流器初始相位设置为0，频率设置为工频50Hz；

设置每个换流器采用V/f控制策略和基于虚拟阻抗法的下垂控制策略。

进一步地，在所述换流器每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，具体包括：

当换流器接收到中断信号时，根据预设的换流器出口侧电压的相角控制值调整换流器出口侧电压的相角；

获取当前交流母线的电压和换流器的当前出口侧电压；

根据当前交流母线的电压和换流器的当前出口侧电压，利用锁相环算法分别计算当前交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角；

根据当前交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差，利用公式θ_{i_t+1}＝θ_{i_t}+k(θ_BUS-θ_{i_t})+2πf·Δt，确定下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值；其中，θ_{i_t+1}为下一时刻第i个换流器出口侧电压的相角控制值，θ_{i_t}为第i个换流器的当前出口侧电压相角，k为步进系数，θ_BUS为当前交流母线电压的相角，f为工频，Δt为换流器动作步长；

将下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值替换预设的换流器出口侧电压的相角控制值，返回步骤“当换流器接收到中断信号时，根据预设的换流器出口侧电压的相角控制值调整换流器出口侧电压的相角”。

进一步地，所述步进系数k为0.01，换流器动作步长Δt为0.1ms。

一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制系统，所述系统应用于交直流配电系统，所述交直流配电系统中多个直流电源分别通过不同换流器连接至同一交流母线，为接在交流母线上的负载供电；交流母线上对应每台换流器分别设有电压互感器，用于检测每台换流器接入前交流母线的电压；所述系统包括：

判断结果获得模块，用于获取每个换流器启动后交流母线的电压，并判断每个换流器启动后交流母线的电压是否为零，获得判断结果；

接入调整模块，用于若所述判断结果表示是，则将换流器接入所述交流母线，并在所述换流器每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等；

执行模块，用于若所述判断结果表示否，则执行以下步骤：

预调整模块，用于在所述换流器接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差的绝对值小于预设误差限值时，将换流器接入交流母线；

相位同步模块，用于在换流器接入交流母线后每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等。

进一步地，所述系统还包括：

初始化模块，用于将每个换流器初始相位设置为0，频率设置为工频50Hz；

控制策略设置模块，用于设置每个换流器采用V/f控制策略和基于虚拟阻抗法的下垂控制策略。

进一步地，所述接入调整模块，具体包括：

相角调整子模块，用于当换流器接收到中断信号时，根据预设的换流器出口侧电压的相角控制值调整换流器出口侧电压的相角；

电压获取子模块，用于获取当前交流母线的电压和换流器的当前出口侧电压；

相角计算子模块，用于根据当前交流母线的电压和换流器的当前出口侧电压，利用锁相环算法分别计算当前交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角；

相角控制值确定子模块，用于根据当前交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差，利用公式θ_{i_t+1}＝θ_{i_t}+k(θ_BUS-θ_{i_t})+2πf·Δt，确定下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值；其中，θ_{i_t+1}为下一时刻第i个换流器出口侧电压的相角控制值，θ_{i_t}为第i个换流器的当前出口侧电压相角，k为步进系数，θ_BUS为当前交流母线电压的相角，f为工频，Δt为换流器动作步长；

相角控制值替换子模块，用于将下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值替换预设的换流器出口侧电压的相角控制值，返回步骤“当换流器接收到中断信号时，根据预设的换流器出口侧电压的相角控制值调整换流器出口侧电压的相角”。

进一步地，所述步进系数k为0.01，换流器动作步长Δt为0.1ms。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，当交流母线的电压为零时，换流器接入交流母线，以母线电压相位作为基准，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，使微网中每台换流器的相位逐渐逼近，最终实现相同；当交流母线的电压不为零时，先对换流器进行相位的预同步调整，当交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差的绝对值小于预设误差限值时，将换流器接入交流母线，然后继续进行换流器相同的调整，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等。本发明中所有换流器之间无需通信，以母线电压相位作为基准，不需要引入一台主逆变器以提供参考相位，也无需在主逆变器因故障或其它原因退出运行后，切换其它一台正常逆变器为主逆变器，即可实现各换流器的相位同步。

并且本发明不需要引入一台主逆变器以提供参考相位，也无需在主逆变器因故障或其它原因退出运行后，切换其它一台正常逆变器为主逆变器，提高了系统的可靠性，降低了控制的复杂度。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的换流器并联运行拓扑示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法的流程图；

图3为本发明实施例二提供的一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法的原理图；

图4为本发明实施例二提供的换流器相位控制框图；

图5为本发明实施例二提供的换流器电压控制系统框图。

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。

本发明的目的是提供一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，在各换流器之间无需通信的基础上实现各换流器的相位同步。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

本发明提供了一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，方法应用于交直流配电系统，交直流配电系统中多个直流电源分别通过不同换流器连接至同一交流母线，为接在交流母线上的负载供电；交流母线上对应每台换流器分别设有电压互感器，用于检测每台换流器接入前交流母线的电压；运行拓扑如图1所示。各换流器均采用dsp控制，内含定时器模块。

如图2所示，方法包括以下步骤：

S101，获取每个换流器启动后交流母线的电压，并判断每个换流器启动后交流母线的电压是否为零，获得判断结果；

S102，若判断结果表示是，则将换流器接入交流母线，并在换流器每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等；

S103，若判断结果表示否，则执行以下步骤：

S104，在换流器接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差的绝对值小于预设误差限值时，将换流器接入交流母线；

S105，在换流器接入交流母线后每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等。

其中，步骤S101之前还包括：

将每个换流器初始相位设置为0，频率设置为工频50Hz；

设置每个换流器采用V/f控制策略和基于虚拟阻抗法的下垂控制策略。

步骤S102中，在换流器每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，具体包括：

当换流器接收到中断信号时，根据预设的换流器出口侧电压的相角控制值调整换流器出口侧电压的相角；

获取当前交流母线的电压和换流器的当前出口侧电压；

根据当前交流母线的电压和换流器的当前出口侧电压，利用锁相环算法分别计算当前交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角；

根据当前交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差，利用公式θ_{i_t+1}＝θ_{i_t}+k(θ_BUS-θ_{i_t})+2πf·Δt，确定下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值；其中，θ_{i_t+1}为下一时刻第i个换流器出口侧电压的相角控制值，θ_{i_t}为第i个换流器的当前出口侧电压相角，k为步进系数，θ_BUS为当前交流母线电压的相角，f为工频，Δt为换流器动作步长；

将下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值替换预设的换流器出口侧电压的相角控制值，返回步骤“当换流器接收到中断信号时，根据预设的换流器出口侧电压的相角控制值调整换流器出口侧电压的相角”。

优选地，步进系数k为0.01，换流器动作步长Δt为0.1ms。

换流器采用的基于虚拟阻抗法的下垂控制方法，将反馈电流乘以预设阻抗后与电压预设控制值相减，成为新的电压控制值。此方法可以控制各换流器出口侧虚拟出的感性或阻性阻抗，以改变各换流器交流出口等效阻抗的性质及大小，进而调节各换流器的输出功率。

本发明相比现有技术具有如下有益效果：

本发明的方法使微网中每台换流器的相位逐渐逼近，最终实现相同，由此提出控制策略：每台换流器均采用V/f控制，以工频50Hz输出电压，该方法以母线电压相位作为基准，通过缩小差值来使各换流器的相位保持一致，在相位同步的基础上采用虚拟阻抗控制确保各换流器功率合理分配。

本发明采用的跟踪法相对于传统锁相方法，在预同步过程与并网同步过程中，各换流器使用的控制策略相同，不存在控制策略的切换过程，降低了控制的复杂度，提高了系统的可靠性。

本发明方法中的各换流器之间无需通信，与其他需要通讯实现同步的方法相比，没有信号丢失，传输数据错误等风险，且无需架设通讯线，成本低且控制可靠。

本发明方法相比于主从控制，不需要一台主换流器提供参考相位。当电网中任意一台换流器退出运行时，其余换流器仍能使用相同的控制策略继续运行，降低了控制的复杂度。本发明方法中所有换流器在进行同步操作时均采用相位差逼近的方法，逼近过程大约为2～3工频周期，这样既保证了相位的同步，又减小了因相位不同导致的环流问题。

本发明的基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，采用基于虚拟阻抗法的下垂控制方法调节换流器的输出功率，相对于换流器出口外接电阻或电感等方式，具有相同的控制效果，减少了设备成本和土地成本，且没有实际物理器件带来的损耗。

实施例二

对某微网实施本发明的基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，使该微网中各换流器相位保持同步。

1)设在交流母线上没有换流器接入，公共母线电压为0，在t＝0时刻接入第一台换流器，设定换流器初始相角θ_{1_0}＝0，根据图3所示逻辑，判断当前母线电压为0，则将换流器直接接入母线。

2)在下次中断时，执行图3所示控制策略，该策略包括：

2.1)获取当前母线电压相角θ_BUS。

2.2)获取当前换流器相角θ_{i_t}。

2.3)根据图4所示控制框图，可得：

θ_{i_t+1}＝θ_{i_t}+k(θ_BUS-θ_{i_t})+2πf·Δt

式中，k为步进系数，为降低稳态误差并降低频率偏移，通常选择k＝0.01。f为工频50Hz，Δt为换流器动作步长，θ_{i_t+1}为下一时刻换流器相角控制值。

3)重复步骤2.1)～2.3)。

4)当有第二台换流器接入母线时，设定换流器初始相角θ_{2_0}＝0。当前母线电压不为0。根据图3所示控制策略，判断当前母线电压相角与当前换流器相角差θ_err是否小于预设误差限ε。若存在-ε<θ_err<ε，则转至步骤5)，若不能满足预设误差条件，则返回重复步骤2.1)～2.3)。

5)将换流器接入交流母线，重复步骤2.1)～2.3)，使已接入母线的两台换流器相位均逐渐逼近母线相位，实现微网中两台换流器的相位同步。

6)后续新换流器投入，电路拓扑如图1所示。新投入的换流器控制策略重复4)～5)，最终实现各换流器相位同步。

图5为换流器电压控制系统框图，I_od表示换流器输出电流d轴分量，I_oq表示换流器输出电流q轴分量，

表示换流器所接母线电压d轴参考值，Z_v表示虚拟阻抗值，U_d表示换流器输出电压d轴分量，U_q表示换流器电压q轴分量，ω表示角速度，C_f表示换流器出口电容容值，

表示电流内环d轴参考值，

表示电流内环q轴参考值，I_cd表示电流内环d轴分量，I_cq表示电流内环q轴分量，I_ld表示电感电流d轴分量，I_lq表示电感电流q轴分量，

表示换流器出口侧电压d轴参考值，

表示换流器出口侧电压q轴参考值，U_dc表示直流母线电压，m_d表示d轴调制比，m_q表示q轴调制比。

同时，本发明将功率下垂控制策略替换为如图5所示的基于虚拟阻抗法的下垂控制，如此消除了功率计算环节中低通滤波器导致的动态性能差的问题。通过调节各台换流器虚拟阻抗值，实现有功功率与无功功率的合理分配。相比于换流器出口外接电阻或电感等方式，功率控制效果相同，并减少了设备成本和占地面积，降低了由附加器件带来的功率损耗。

实施例三

本发明还提供了一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制系统，系统应用于交直流配电系统，交直流配电系统中多个直流电源分别通过不同换流器连接至同一交流母线，为接在交流母线上的负载供电；交流母线上对应每台换流器分别设有电压互感器，用于检测每台换流器接入前交流母线的电压；系统包括：

判断结果获得模块，用于获取每个换流器启动后交流母线的电压，并判断每个换流器启动后交流母线的电压是否为零，获得判断结果；

接入调整模块，用于若判断结果表示是，则将换流器接入交流母线，并在换流器每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等；

执行模块，用于若判断结果表示否，则执行以下步骤：

预调整模块，用于在换流器接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差的绝对值小于预设误差限值时，将换流器接入交流母线；

相位同步模块，用于在换流器接入交流母线后每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等。

系统还包括：

初始化模块，用于将每个换流器初始相位设置为0，频率设置为工频50Hz；

控制策略设置模块，用于设置每个换流器采用V/f控制策略和基于虚拟阻抗法的下垂控制策略。

接入调整模块，具体包括：

相角调整子模块，用于当换流器接收到中断信号时，根据预设的换流器出口侧电压的相角控制值调整换流器出口侧电压的相角；

电压获取子模块，用于获取当前交流母线的电压和换流器的当前出口侧电压；

相角计算子模块，用于根据当前交流母线的电压和换流器的当前出口侧电压，利用锁相环算法分别计算当前交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角；

相角控制值确定子模块，用于根据当前交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差，利用公式θ_{i_t+1}＝θ_{i_t}+k(θ_BUS-θ_{i_t})+2πf·Δt，确定下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值；其中，θ_{i_t+1}为下一时刻第i个换流器出口侧电压的相角控制值，θ_{i_t}为第i个换流器的当前出口侧电压相角，k为步进系数，θ_BUS为当前交流母线电压的相角，f为工频，Δt为换流器动作步长；

相角控制值替换子模块，用于将下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值替换预设的换流器出口侧电压的相角控制值，返回步骤“当换流器接收到中断信号时，根据预设的换流器出口侧电压的相角控制值调整换流器出口侧电压的相角”。

步进系数k为0.01，换流器动作步长Δt为0.1ms。

本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。对于实施例公开的系统而言，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。

本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，其特征在于，所述方法应用于交直流配电系统，所述交直流配电系统中多个直流电源分别通过不同换流器连接至同一交流母线，为接在交流母线上的负载供电；交流母线上对应每台换流器分别设有电压互感器，用于检测每台换流器接入前交流母线的电压；所述方法包括：

获取每个换流器启动后交流母线的电压，并判断每个换流器启动后交流母线的电压是否为零，获得判断结果；

若所述判断结果表示是，则将换流器接入所述交流母线，并在所述换流器每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等；

若所述判断结果表示否，则执行以下步骤：

在所述换流器接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差的绝对值小于预设误差限值时，将换流器接入交流母线；

在换流器接入交流母线后每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等；

其中，在所述换流器每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值所使用的相位控制公式为：θ_{i_t+1}＝θ_{i_t}+k(θ_BUS-θ_{i_t})+2πf·Δt，确定下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值；其中，θ_{i_t+1}为下一时刻第i个换流器出口侧电压的相角控制值，θ_{i_t}为第i个换流器的当前出口侧电压相角，k为步进系数，θ_BUS为当前交流母线电压的相角，f为工频，Δt为换流器动作步长；

采用基于虚拟阻抗法的下垂控制方法调节换流器的输出功率，将反馈电流乘以预设阻抗后与电压预设控制值相减，成为新的电压控制值，通过调节各台换流器虚拟阻抗值，实现有功功率与无功功率的合理分配。

2.根据权利要求1所述的基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，其特征在于，所述获取每个换流器启动后交流母线的电压，并判断每个换流器启动后交流母线的电压是否为零，获得判断结果，之前还包括：

将每个换流器初始相位设置为0，频率设置为工频50Hz；

设置每个换流器采用V/f控制策略和基于虚拟阻抗法的下垂控制策略。

3.根据权利要求1所述的基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，其特征在于，在所述换流器每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，具体包括：

当换流器接收到中断信号时，根据预设的换流器出口侧电压的相角控制值调整换流器出口侧电压的相角；

获取当前交流母线的电压和换流器的当前出口侧电压；

根据当前交流母线的电压和换流器的当前出口侧电压，利用锁相环算法分别计算当前交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角；

根据当前交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差，利用公式θ_{i_t+1}＝θ_{i_t}+k(θ_BUS-θ_{i_t})+2πf·Δt，确定下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值；其中，θ_{i_t+1}为下一时刻第i个换流器出口侧电压的相角控制值，θ_{i_t}为第i个换流器的当前出口侧电压相角，k为步进系数，θ_BUS为当前交流母线电压的相角，f为工频，Δt为换流器动作步长；

将下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值替换预设的换流器出口侧电压的相角控制值，返回步骤“当换流器接收到中断信号时，根据预设的换流器出口侧电压的相角控制值调整换流器出口侧电压的相角”。

4.根据权利要求3所述的基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，其特征在于，所述步进系数k为0.01，换流器动作步长Δt为0.1ms。

5.一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制系统，其特征在于，所述系统应用于交直流配电系统，所述交直流配电系统中多个直流电源分别通过不同换流器连接至同一交流母线，为接在交流母线上的负载供电；交流母线上对应每台换流器分别设有电压互感器，用于检测每台换流器接入前交流母线的电压；所述系统包括：

判断结果获得模块，用于获取每个换流器启动后交流母线的电压，并判断每个换流器启动后交流母线的电压是否为零，获得判断结果；

接入调整模块，用于若所述判断结果表示是，则将换流器接入所述交流母线，并在所述换流器每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等；

执行模块，用于若所述判断结果表示否，则执行以下步骤：

预调整模块，用于在所述换流器接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差的绝对值小于预设误差限值时，将换流器接入交流母线；

相位同步模块，用于在换流器接入交流母线后每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等。

6.根据权利要求5所述的基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

初始化模块，用于将每个换流器初始相位设置为0，频率设置为工频50Hz；

控制策略设置模块，用于设置每个换流器采用V/f控制策略和基于虚拟阻抗法的下垂控制策略。

7.根据权利要求5所述的基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制系统，其特征在于，所述接入调整模块，具体包括：

相角调整子模块，用于当换流器接收到中断信号时，根据预设的换流器出口侧电压的相角控制值调整换流器出口侧电压的相角；

电压获取子模块，用于获取当前交流母线的电压和换流器的当前出口侧电压；

相角计算子模块，用于根据当前交流母线的电压和换流器的当前出口侧电压，利用锁相环算法分别计算当前交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角；

相角控制值确定子模块，用于根据当前交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差，利用公式θ_{i_t+1}＝θ_{i_t}+k(θ_BUS-θ_{i_t})+2πf·Δt，确定下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值；其中，θ_{i_t+1}为下一时刻第i个换流器出口侧电压的相角控制值，θ_{i_t}为第i个换流器的当前出口侧电压相角，k为步进系数，θ_BUS为当前交流母线电压的相角，f为工频，Δt为换流器动作步长；

相角控制值替换子模块，用于将下一时刻换流器出口侧电压的相角控制值替换预设的换流器出口侧电压的相角控制值，返回步骤“当换流器接收到中断信号时，根据预设的换流器出口侧电压的相角控制值调整换流器出口侧电压的相角”。

8.根据权利要求7所述的基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制系统，其特征在于，所述步进系数k为0.01，换流器动作步长Δt为0.1ms。

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