CN114430180A - 一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击技术及装置 - Google Patents

一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击技术及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击技术及装置，包括：基于获取的电网电流参数、原动机输出机械功率给定值得到调速器的原动机输出的机械功率；基于所述电网电流参数、同步发电机参考电压幅值的变化规律，结合励磁控制器的闭环控制方程计算励磁电流；基于所述调速器原动机输出的机械功率利用调速器进行一次调频，并基于所述励磁电流利用励磁调节器进行一次调压，实现光伏发电并网冲击。本发明采用在发电机组增加调速器和励磁控制器的方法，有利于减小光伏电网的冲击,实时调节频率差和电流，维持同步发电机输出电压的恒定。

Description

一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击技术及装置
技术领域
本发明涉及电力系统输电、配电领域，具体涉及一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击技术及装置。
背景技术
随着全球能源的减少和环境的不断恶化，节能与环保引起了人们的关注，光伏发电技术因其能源清洁且可再生而在配电网中得到了广泛的应用。
光伏电源的主要组成部分是太阳能电池，而因太阳能电池输出的是直流电，使得逆变技术在光伏发电系统中起着非常重要的作用。为保证更高的灵活性和可调度性，光伏发电系统通常既可与配电网并网运行，又可脱离配电网独立工作即离网运行。两种模式的平滑切换控制是光伏逆变器控制的关键，采取合适的控制方法对于光伏发电系统两种模式的正常运行至关重要。自同步电压源控制技术是改善其并网性能的重要控制手段，但面临并离网冲击问题，在光伏发电系统中，并、离网模式之间切换时往往会因为控制不当而造成电流冲击或者是电压突变，这将对光伏系统及负载造成重要影响。
目前大部分自同步控制并网逆变器的研究主要集中于电流型并网，对于电压型并网的研究相对较少。如果逆变器在离网和并网模式都采用电压型并网，那么孤岛问题和模式切换问题将会变得简单。因此，为了解决孤岛问题和模式切换问题，可以使用自同步电压源型并网模式。但是自同步电压源型并网的输出电压由于控制算法的精度无法达到与电网电压完全一致，同样存在并网冲击电流的问题。自同步电压型并网逆变器的冲击电流抑制问题大都是从控制策略角度来考虑。
考虑到光伏电源的出力存在不稳定性，因此光伏电源的并网与离网间的切换过程就难以避免。通常，重要电力用户都会要求光伏电源的并网与离网不能影响电网的电能质量。为了达到这个要求，常见的方法如下：当控制器检测到电网正常时，光伏系统需要并网运行，从电网吸收功率或馈送功率。切换过程通常是首先调节逆变器输出电压、频率及相位与电网电压一致，PQ控制策略参考值设为负载电流，然后检测电网电压过零点时闭合并网开关，控制策略同时切换为PQ控制，最后调节参考电流为需要给定值。
在上述控制模式下，并网开关闭合时，因只有一相电压过零点，从而会导致其它两相会有很大的冲击电流。在并网的瞬间公共点产生了很大的冲击电流，这将会对电网和逆变器或负荷造成危害。为减小冲击电流，改善切换到并网的效果。首先把并网开关统一控制改成分相控制，通过检测电网电压每相过零点来闭合并网开关，其次因PQ控制离网状态时将不能输出稳定的频率和相位，为保证每相电网电压与逆变器输出电压一致，控制策略必须在所有开关闭合后切换，以确保切换时逆变器输出电压与电网电压幅值、频率及相位相同，使每相过零点切换可以顺利进行。
当光伏发电系统需要脱离电网独立运行时，若采用统一并网开关断开，因三相电压不是同时过零点，导致开关断开时产生电弧，而因控制器输出的突变也将导致逆变器控制信号的突变，进而致使逆变器输出电压突变，因控制策略突然切换而导致逆变器输出电压突变并有一段时间的凹陷，这将严重影响负荷正常工作。为改善这种电弧问题，并网开关断开时也采用分相断开控制，而因开关还未全部断开时还需PQ算法对电流进行有效控制，所以在所有开关完全闭合后将控制策略切换成V/F控制。
一般的方法包括：
1)采用多环反馈控制器实现了并网、离网双模式间的平滑切换；
2)基于abc坐标系控制的切换方法，该方法有效减少了切换过程易产生电压电流冲击的问题；
3)实时采集并网点两侧的各相电压和电流，计算逆变器侧和网侧d轴和q轴电压分量，然后对d轴和q轴电压分量进行控制，以其作为控制外环，和电流内环一起调节三相半桥电路的驱动信号的占空比，驱动主回路逆变输出交流，来解决电压源并网的冲击电流问题；等其他方法。
这些方法是常被采用的，在实际操作中，检测光伏电源与电网电源之间是否幅值、相位一致，然后再进行并网操作。但这里面会出现这样的问题：
1)光伏电源与电网之间难以完全做到幅值、相位一致；
2)光伏电源与电网之间会存在频率差；
3)从发出并网指令到完成并网操作，断路器需要几十毫秒的执行时间；这样光伏电源与电网之间幅值和相位就不一定一致了；
如果在合闸瞬间主电源与备用电源之间的幅值、相位差异大的话，就会导致在光伏电源与电网之间出现很大的冲击电流，触发过电流保护动作，造成光伏电源并网失败，使重要电力用户的供电中断。这是不允许的，但是在日常生产中时常会出现。
发明内容
为了解决光伏并网操作中可能会存在冲击电流大、进而影响电网的电能质量的问题，本发明提供了一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击技术及装置，包括：
基于获取的电网电流参数、原动机输出机械功率给定值得到调速器的原动机输出的机械功率；
基于所述电网电流参数、同步发电机参考电压幅值的变化规律，结合励磁控制器的闭环控制方程计算励磁电流；
基于所述调速器原动机输出的机械功率利用调速器进行一次调频，并基于所述励磁电流利用励磁调节器进行一次调压，实现光伏发电并网冲击。
优选的，所述基于获取的电网电流参数、原动机输出机械功率给定值得到调速器的原动机输出的机械功率，包括：
当获取的电网角频率与额定角频率相同时，调速器原动机输出的机械功率为原动机机械功率给定值；
当所述电网角频率与所述额定角频率不同时，在所述原动机机械功率给定值的基础上，基于频率有功功率下垂系数和所述电网角频率与所述额定角频率的差值，调整原动机输出的机械功率。
优选的，所述原动机输出的功率计算式如下式所示：
Pm＝Pref+DP(ωn-ω)；
式中，Pm为原动机提供的机械功率；Pref为原动机机械功率；DP为频率有功功率下垂系数；ωn为额定角频率；ω为对应电网。
优选的，所述基于所述电网电流参数、同步发电机参考电压幅值的变化规律，结合励磁控制器的闭环控制方程计算励磁电流，包括：
基于所述电网中的额定电压幅值、无功功率给定、同步发电机实际无功和电压-无功功率下垂系数计算同步发电机参考电压幅值；
由所述同步发电机参考电压幅值结合、励磁控制器的调节器和同步发电机输出电压幅值采用励磁控制器的闭环控制方程计算励磁电流。
优选的，所述同步发电机参考电压幅值按下式所示:
Figure BDA0003443701160000041
式中，Uref为参考电压幅值；Un为额定电压幅值；Qref为无功功率给定；Qe为同步发电机实际无功；Dq为电压-无功功率下垂系数。
优选的，所述励磁控制器的闭环控制方程如下式所示：
if＝G(s)(Uref-Ue)；
式中，if为励磁电流；Ue为同步发电机输出电压幅值；G(s)为励磁控制器的调节器。
基于同一发明构思本发明还提供了一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击装置，其特征在于，包括：调速器和励磁控制器；
所述调速器和励磁控制器均位于发电机内部，与所述发电机电连接；
所述调速器基于获取的电网电流参数、原动机输出机械功率给定值得到调速器的原动机输出的机械功率进行一次调频；
所述励磁控制器基于所述电网电流参数、同步发电机参考电压幅值的变化规律，结合励磁控制器的闭环控制方程计算的励磁电流进行一次调压。
优选的，还包括：辅助装置、储能元件和取能元件；
所述储能元件和取能元件均安装在辅助装置上,用于吸收或释放有功，稳定VSC直流侧电容。
优选的，还包括：在所述储能元件或取能元件并联的辅助装置，用于实现防冲击电流。
优选的，所述辅助装置包括：机械或者电子开关。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击技术及装置，其特征在于，包括：基于获取的电网电流参数、原动机输出机械功率给定值得到调速器的原动机输出的机械功率；基于所述电网电流参数、同步发电机参考电压幅值的变化规律，结合励磁控制器的闭环控制方程计算励磁电流；基于所述调速器原动机输出的机械功率利用调速器进行一次调频，并基于所述励磁电流利用励磁调节器进行一次调压，实现光伏发电并网冲击。本发明采用在发电机组增加调速器和励磁控制器的方法，有利于减小光伏电网的冲击,实时调节频率差和电流，维持同步发电机输出电压的恒定。
附图说明
图1是本发明提供的一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击方法的流程图；
图2是本发明的有功-频率框图；
图3是本发明的无功-电压框图；
图4是本发明的自同步电压源控制框图；
图5是本发明的光伏电源操作流程示意图；
图6是本发明的自同步电压源型光伏电源并网操作基本原理图；
图7是本发明的附加辅助装置的自同步电压源型光伏电源并网操作逻辑图；
图8是本发明的辅助装置实现的几种形式图；
图9是本发明的取能元件取能端的接入方式图；
图10是本发明的辅助装置用电力电子电压源换流器(VSC)的实现形式图；
图11是本发明的取能元件的实现形式图；
图12是本发明的基于高频隔离双向直流电压变换器的辅助装置图；
图13是本发明的防冲击光伏电源并网操作方法及辅助装置图；
图14是本发明的操作流程图防冲击自同步电压源型光伏电源并网操作方法及辅助装置操作流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
实施例1：
本发明提供一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击方法，如图1所示：包括：
步骤1：基于获取的电网电流参数、原动机输出机械功率给定值得到调速器的原动机输出的机械功率；
步骤2：基于所述电网电流参数、同步发电机参考电压幅值的变化规律，结合励磁控制器的闭环控制方程计算励磁电流；
步骤3：基于所述调速器原动机输出的机械功率利用调速器进行一次调频，并基于所述励磁电流利用励磁调节器进行一次调压，实现光伏发电并网冲击。
其中，所述基于获取的电网电流参数、原动机输出机械功率给定值得到调速器的原动机输出的机械功率，包括：
当获取的电网角频率与额定角频率相同时，调速器原动机输出的机械功率为原动机机械功率给定值；
当所述电网角频率与所述额定角频率不同时，在所述原动机机械功率给定值的基础上，基于频率有功功率下垂系数和所述电网角频率与所述额定角频率的差值，调整原动机输出的机械功率。
其中，所述原动机输出的功率计算式如下式所示：
Pm＝Pref+DP(ωn-ω)；
式中，Pm为原动机提供的机械功率；Pref为原动机机械功率；DP为频率有功功率下垂系数；ωn为额定角频率；ω为对应电网。
其中，所述基于所述电网电流参数、同步发电机参考电压幅值的变化规律，结合励磁控制器的闭环控制方程计算励磁电流，包括：
基于所述电网中的额定电压幅值、无功功率给定、同步发电机实际无功和电压-无功功率下垂系数计算同步发电机参考电压幅值；
由所述同步发电机参考电压幅值结合、励磁控制器的调节器和同步发电机输出电压幅值采用励磁控制器的闭环控制方程计算励磁电流。
其中，所述同步发电机参考电压幅值按下式所示:
Figure BDA0003443701160000061
式中，Uref为参考电压幅值；Un为额定电压幅值；Qref为无功功率给定；Qe为同步发电机实际无功；Dq为电压-无功功率下垂系数。
其中，所述励磁控制器的闭环控制方程如下式所示：
if＝G(s)(Uref-Ue)；
式中，if为励磁电流；Ue为同步发电机输出电压幅值；G(s)为励磁控制器的调节器。
下面对一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击方法详细介绍：
针对控制策略切换而造成的电压突变问题，记录切换前PQ控制策略逆变器输入udref1、uqref1，并经过式1、式2转换成V/F控制中的PI调节器的的初始值udPI、uqPI，防止控制策略切换时逆变器输入的突变，使得输出电压平滑切换，保障负荷的安全运行。式中KpC、iC分别为P控制器的值和当前电容电流值，如图5所示。
udPI＝udref1/KpC+iCd (1)
uqPI＝uqref1/KpC+iCq (2)
1)一次调频特性：
为实现发电机组的一次调频功能(频率-有功功率下垂功能)，发电机组中的原动机均配备了调速器。调速器的作用是：当电网频率与额定频率不同时，调速器会自动改变原动机阀门的开度，从而改变原动机输出的机械功率，原动机输出机械功率与电网电压角频率关系式如下：
Pm＝Pref+DP(ωn-ω) (3)
式中：Pm为原动机提供的机械功率；ωn为额定角频率；Pref为原动机机械功率给定(对应电网ω)，该值通常由上一层调度给出；DP为频率有功功率下垂系数。
因为忽略阻尼绕组的影响，同步发电机转子的机械运动方程表达式如下：
Figure BDA0003443701160000071
式中：Pe为同步发电机电磁功率；J为同步发电机转动惯量。
联立式(3)，(4)可得考虑调速器作用后同步发电机转子的机械运动方程：
Figure BDA0003443701160000081
由式(5)可知，一次调频的作用相当于等效增加了同步发电机的阻尼系数。
根据式(5)，可画出自同步电压源逆变器有功环控制框图，如图2所示。这样，自同步电压源逆变器有功环模拟了同步发电机惯性和一次调频特性。
2)一次调压特性：
由于同步发电机的输出电压会随着输出电流的增大而降低，为此，需加入励磁控制器，对同步发电机的励磁电流进行实时调节，以调整其内电，势的幅值，维持同步发电机输出电压的恒定。励磁控制器的闭环控制方程如下：
if＝G(s)(Uref-Ue) (6)
式中：if为励磁电流；Uref为参考电压幅值；Ue为同步发电机输出电压幅值；G(s)为励磁控制器的调节器。
为保证输出电压无静差地跟踪参考电压，G(s)中必须含有积分环节，它可以选择积分调节器或比例积分(PI)调节器等。
为实现发电机组的一次调压功能(电压-无功功率下垂功能)，同步发电机参考电压幅值会随着其输出无功功率变化而变化，其变化规律如下：
Figure BDA0003443701160000082
式中：Un为额定电压幅值；Qref为无功功率给定(对应于Un)，该值通常由上一层调度给出；Qe为同步发电机实际无功；Dq为电压-无功功率下垂系数。
联立式(6)，(7)，可得考虑一次调压作用后励磁控制器的闭环控制方程：
if＝G(s)[Dq(Un-Ue)+(Qref-Qe)]/Dq (8)
当取G(s)为积分调节器时，令G(s)/Dq＝1/(Ks)，则式(8)可改写为：
if＝[Dq(Un-Ue)+(Qref-Qe)]/(Ks) (9)
式(9)描述了同步发电机励磁控制器的闭环控制方程。由于励磁调节器是通过控制机端电压变化来间接控制同步发电机无功功率输出，而对于以电力电子控制为基础的自同步电压源逆变器而言，调制波在低频段与桥臂输出电压(等效同步发电机机端电压)可近似视为比例关系。因此，可令式(9)励磁调节器的输出直接为自同步电压源逆变器调制波电压的幅值。则式(9)可改写为：
Em＝[Dq(Un-Ue)+(Qref-Qe)]/(Ks) (10)
根据式(10)，可画出自同步电压源逆变器无功环控制框图，如图3所示。这样，自同步电压源逆变器的无功环模拟了同步发电机的一次调压特性。
综上所述，自同步电压源逆变器的有功环和无功环模拟了同步发电机的特性，其完整控制框图如图4所示。有功环的输出作为逆变器调制波的频率和相位，无功环的输出作为逆变器调制波的幅值，则三相调制波eam，ebm和ecm的表达式为：
eam＝Em sinθ，ebm＝Em sin(θ-120°)，ecm＝Em sin(θ+120°) (11)
三相调制波与三角载波交截，得到三相逆变桥6个开关管的驱动信号，进而得到桥臂中点电压ea，eb和ec。
自同步电压源逆变器基本控制包括了以虚拟同步机控制技术为核心的一次调压/调频，虚拟转动惯量及一次调压积分系数，同时自同步电压源逆变器工作在离网和并网状态时采用统一控制策略。
实施例2：
基于同一发明构思本发明还提供了一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击装置，其特征在于，包括：调速器和励磁控制器；
所述调速器和励磁控制器均位于发电机内部，与所述发电机电连接；
所述调速器基于获取的电网电流参数、原动机输出机械功率给定值得到调速器的原动机输出的机械功率进行一次调频；
所述励磁控制器基于所述电网电流参数、同步发电机参考电压幅值的变化规律，结合励磁控制器的闭环控制方程计算的励磁电流进行一次调压。
其中，还包括：辅助装置、储能元件和取能元件；
所述储能元件和取能元件均安装在辅助装置上,用于吸收或释放有功，稳定VSC直流侧电容。
其中，还包括：在所述储能元件或取能元件并联的辅助装置，用于实现防冲击电流。
其中，所述辅助装置包括：机械或者电子开关。
下面是对一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击装置的详细介绍：
本发明提出了一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击技术及装置，能够防止光伏电源在并网的过程中出现冲击电流。其配置位置如图6所示。当然，该装置也可以配置在光伏电源进线断路器的进线端口。
CV的作用就是：
uTV2＝uTV1+uCV (12)
uTV2是电网(母线)电压的瞬时值，uTV1是光伏电源输出电压的瞬时值，uCV是辅助装置输出电压的瞬时值。
如图7所示，是本装置如何帮助实现防冲击光伏电源并网操作的流程图。
按照需要，本装置可以带储能元件或者取能元件，其接入线路的时候，可以并联一个机械或者电子开关(或者两者都有)，实现辅助装置的旁路功能，在辅助装置投入、退出以及故障检修的时候是有用的，如图8所示。
带取能的辅助装置，取能端可以接在辅助装置所在进线断路器的上口，或者接在母线上，或者接到其他能够提供电源的电气接口。如图9所示。
本装置用电力电子电压源换流器(VSC)来实现，可以采用单相VSC换流器，也可以采用三相换流器。三相换流器需要用变压器隔离，但并不约束变压器的接线形式，单相可以隔离，也可以不隔离。具体如图10所示。如果VSC输出电压不够，还可以进行串联。如果VSC输出电流不够，还可以进行并联。
储能元件，或者取能元件的主要作用就是吸收或者释放有功，稳定VSC直流侧电容电压。这是因为，辅助装置作为自同步电压源，串联在线路中，可能会输出有功，也可能吸收有功。
储能元件可以是各类电化学电池，也可以是飞轮等，只要能存储电能，种类不限。
取能元件实现方式多样，包括二极管整流、VSC变换器等各种形式，可以带变压器，也可以不带变压器，如图11所示，二极管整流方式只能从电网吸收有功，不能将有功回馈电网，需要配置放电回路，消耗电能。值得注意的是，如果辅助装置的VSC输出串联接入线路，没有使用变压器隔离，则取能元件应该配置变压器，实现电气隔离的作用。
VSC直流侧只有电容的时候，或者储能元件和取能元件容量有限的时候，辅助装置只能吸放有限的有功，输出电压全部或者主要是无功电压，不能完全满足公式(12)的要求。这个时候，需要根据配电网络元件和线路的实际参数进行校核计算，在保证合闸冲击电流不大于保护定值的情况下，也允许实施倒闸操作。
为了减小带取能元件辅助装置中的隔离变压器的体积，还可以采用如图12所示的电路拓扑。
系综上所述，在辅助装置的帮助下，可以实现防冲击光伏电源并网操作。并且辅助装置的工作时间很短，损耗很低。
防冲击光伏并网操作方法及辅助装置方案有多种形式，主要如表1所列：
表1 防冲击光伏并网操作方法及辅助装置方法方案
Figure BDA0003443701160000111
参照图6，以带取能电路、三相VSC输出和从低压端去电为例，给出了防冲击自同步电压源型光伏发电并网操作方法及辅助装置方案，如图13所示，控制流程如图14所示。
本发明提出一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击技术及装置，依靠在进线开关位置串联接入一个辅助装置，能够实现防冲击自同步电压源型光伏发电并网操作，并且不用考虑两个电源之间的频率、相位和幅值的差异，就能够保证不出现冲击电流。
本发明提出的并网操作辅助装置，自动检测光伏电源电压，并计算输出电压指令，依靠自同步电压源换流器VSC输出补偿电压，达到公式(1)的条件的时候，能够自动发出并网指令和离网指令，实现自动运行，无需人员干预。
本发明提出的并网操作辅助装置，在自动并网完成后，就可以退出运行，工作时间短，运行可靠，损耗低。
显然，所描述的实施例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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击方法，其特征在于，包括：
基于获取的电网电流参数、原动机输出机械功率给定值得到调速器的原动机输出的机械功率；
基于所述电网电流参数、同步发电机参考电压幅值的变化规律，结合励磁控制器的闭环控制方程计算励磁电流；
基于所述调速器原动机输出的机械功率利用调速器进行一次调频，并基于所述励磁电流利用励磁调节器进行一次调压，实现光伏发电并网冲击。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于获取的电网电流参数、原动机输出机械功率给定值得到调速器的原动机输出的机械功率，包括：
当获取的电网角频率与额定角频率相同时，调速器原动机输出的机械功率为原动机机械功率给定值；
当所述电网角频率与所述额定角频率不同时，在所述原动机机械功率给定值的基础上，基于频率有功功率下垂系数和所述电网角频率与所述额定角频率的差值，调整原动机输出的机械功率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述原动机输出的功率计算式如下式所示：
Pm＝Pref+DP(ωn-ω)；
式中，Pm为原动机提供的机械功率；Pref为原动机机械功率；DP为频率有功功率下垂系数；ωn为额定角频率；ω为对应电网。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电网电流参数、同步发电机参考电压幅值的变化规律，结合励磁控制器的闭环控制方程计算励磁电流，包括：
基于所述电网中的额定电压幅值、无功功率给定、同步发电机实际无功和电压-无功功率下垂系数计算同步发电机参考电压幅值；
由所述同步发电机参考电压幅值结合、励磁控制器的调节器和同步发电机输出电压幅值采用励磁控制器的闭环控制方程计算励磁电流。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述同步发电机参考电压幅值按下式所示:
Figure FDA0003443701150000021
式中，Uref为参考电压幅值；Un为额定电压幅值；Qref为无功功率给定；Qe为同步发电机实际无功；Dq为电压-无功功率下垂系数。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述励磁控制器的闭环控制方程如下式所示：
if＝G(s)(Uref-Ue)；
式中，if为励磁电流；Ue为同步发电机输出电压幅值；G(s)为励磁控制器的调节器。
7.一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击装置，其特征在于，包括：调速器和励磁控制器；
所述调速器和励磁控制器均装置位于发电机内部，与所述发电机电连接；
所述调速器基于获取的电网电流参数、原动机输出机械功率给定值得到调速器的原动机输出的机械功率进行一次调频；
所述励磁控制器基于所述电网电流参数、同步发电机参考电压幅值的变化规律，结合励磁控制器的闭环控制方程计算的励磁电流进行一次调压。
8.如权利要求7所述的一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击装置，其特征在于，还包括：辅助装置、储能元件和取能元件；
所述储能元件和取能元件均安装在辅助装置上,用于吸收或释放有功，稳定VSC直流侧电容。
9.如权利要求8所述的一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击装置，其特征在于，还包括：在所述储能元件或取能元件并联的辅助装置，用于实现防冲击电流。
10.如权利要求9所述的一种自同步电压源型光伏发电并网防冲击装置，其特征在于，所述辅助装置包括：机械或者电子开关。
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