CN115276444A - 逆变器并联控制方法、装置、存储介质及设备 - Google Patents

逆变器并联控制方法、装置、存储介质及设备 Download PDF

Info

Publication number
CN115276444A
CN115276444A CN202211219663.3A CN202211219663A CN115276444A CN 115276444 A CN115276444 A CN 115276444A CN 202211219663 A CN202211219663 A CN 202211219663A CN 115276444 A CN115276444 A CN 115276444A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inverter
frequency
voltage amplitude
droop
inverters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211219663.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115276444B (zh
Inventor
谭伟
王展
胡宗波
罗章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuhai Ga Future Technology Co ltd
Original Assignee
Zhuhai Ga Future Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhuhai Ga Future Technology Co ltd filed Critical Zhuhai Ga Future Technology Co ltd
Priority to CN202211219663.3A priority Critical patent/CN115276444B/zh
Publication of CN115276444A publication Critical patent/CN115276444A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115276444B publication Critical patent/CN115276444B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices

Abstract

本申请提供逆变器并联控制方法、装置、存储介质及设备,包括:根据第一逆变器的有功功率、预设的空载电压幅值、有功功率平均值以及电压幅值下垂量分别计算得到初始参考电压幅值、第一补偿电压幅值和第二补偿电压幅值;根据第一逆变器的无功功率、预设的空载频率、无功功率平均值和频率下垂量分别计算得到初始参考频率、第一补偿频率和第二补偿频率;将初始参考电压幅值、第一补偿电压幅值和第二补偿电压幅值叠加得到电压幅值参考值,将初始参考频率、第一补偿频率和第二补偿频率叠加得到频率参考值;根据电压幅值参考值和频率参考值得到参考电压信号,用于控制并联的第一逆变器。上述方法可消除逆变器间的静态误差,使输出功率稳定。

Description

逆变器并联控制方法、装置、存储介质及设备
技术领域
本发明涉及新能源技术领域,具体涉及逆变器并联控制方法、装置、存储介质及设备。
背景技术
随着新能源技术的快速发展,家庭储能和便携式储能等微型储能设备的需求迅速增长。逆变器作为新型储能系统的核心部件,其性能对整个系统的性能至关重要。在模块化的系统设计中,通过多个逆变器的并联运行提升逆变器的功率范围,可大大提升系统的终端适应能力。
目前一般采用下垂控制法来实现逆变器的交流侧并联运行。下垂控制法采用无线通信的并联方法,逆变器通过对输出交流电压的幅值和频率进行下垂控制来实现逆变器间的功率均分,但是由于下垂控制法本质是一个比例控制系统,无法完全消除静态误差,逆变器之间的功率均分差异取决于电压精度及下垂系数的大小。
发明内容
基于此,本发明提供一种逆变器并联控制方法、装置、存储介质及设备,能够主动消除逆变器间的静态功率误差。
第一方面,本发明提供一种逆变器并联控制方法,该方法应用于逆变器并联电路,所述逆变器并联电路包括若干个电源、与电源一一对应的若干个逆变器以及通信总线,其中电源与对应逆变器的直流侧并联连接,逆变器的通信总线通过并联方式连接,逆变器的交流输出端通过并联方式连接到公共点;所述逆变器并联控制方法包括:
获取所有逆变器的有功功率、无功功率、电压下垂量和频率下垂量;
根据各个逆变器的有功功率计算得到逆变器的有功功率平均值,并根据各个逆变器的无功功率计算得到逆变器的无功功率平均值;
根据所述所有逆变器的电压下垂量得到电压幅值下垂量平均值,根据所述所有逆变器的频率下垂量得到频率下垂量平均值;
任意选取一个逆变器记为第一逆变器;
将所述第一逆变器的有功功率和预设的空载电压幅值,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考电压幅值;
对所述第一逆变器的有功功率和所述有功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分计算,得到第一逆变器的第一补偿电压幅值;
对所述电压幅值下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿电压幅值;
将所述第一逆变器的无功功率和预设的空载频率,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考频率;
对所述第一逆变器的无功功率和所述无功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分运算,得到第一逆变器的第一补偿频率;
对所述频率下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿频率;
将所述初始参考电压幅值、第一补偿电压幅值和第二补偿电压幅值叠加得到第一逆变器的电压幅值参考值;
将所述初始参考频率、第一补偿频率和第二补偿频率叠加得到第一逆变器的频率参考值;
根据所述第一逆变器的电压幅值参考值和第一逆变器的频率参考值生成第一逆变器的参考电压信号,所述参考电压信号用于控制并联的第一逆变器。
第二方面,本发明提供另一种逆变器并联控制装置,一种逆变器并联控制装置,该装置应用于逆变器并联电路,所述逆变器并联电路包括若干个电源、与电源一一对应的若干个逆变器以及通信总线,其中电源与对应逆变器的直流侧并联连接,逆变器的通信总线通过并联方式连接,逆变器的交流输出端通过并联方式连接到公共点;所述逆变器并联控制方法包括:
获取所有逆变器的有功功率、无功功率、电压下垂量和频率下垂量;
根据各个逆变器的有功功率计算得到逆变器的有功功率平均值,并根据各个逆变器的无功功率计算得到逆变器的无功功率平均值;
根据所述所有逆变器的电压下垂量得到电压幅值下垂量平均值,根据所述所有逆变器的频率下垂量得到频率下垂量平均值;
任意选取一个逆变器记为第一逆变器;
将所述第一逆变器的无功功率和预设的空载电压幅值,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的原始参考电压幅值;
对所述第一逆变器的无功功率和所述无功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分调节,得到第一逆变器的第四补偿电压幅值;
对所述电压幅值下垂量平均值进行积分调节,得到第五补偿电压幅值;
将所述第一逆变器的有功功率和预设的空载频率,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的原始参考频率;
对所述第一逆变器的有功功率和所述有功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分调节,得到第一逆变器的第四补偿频率;
对所述频率下垂量平均值进行积分调节,得到第五补偿频率;
将所述原始参考电压幅值、第四补偿电压幅值和第五补偿电压幅值叠加得到第一逆变器的电压幅值参考值;
将所述原始参考频率、第四补偿频率和第五补偿频率叠加得到第一逆变器的频率参考值;
根据所述第一逆变器的电压幅值参考值和第一逆变器的频率参考值得到第一逆变器的参考电压信号,所述参考电压信号用于控制并联的第一逆变器。
第三方面,本发明提供一种逆变器并联控制装置,该装置应用于逆变器并联电路,所述逆变器并联电路包括若干个电源、与电源一一对应的若干个逆变器以及数字通信总线,其中电源与对应逆变器的直流侧并联连接,逆变器的通信总线通过并联方式连接,逆变器的交流输出端通过并联方式连接到公共点;所述逆变器并联控制装置包括:
信息获取模块,用于获取所有逆变器的有功功率、无功功率、电压下垂量和频率下垂量;
平均功率计算模块,用于根据各个逆变器的有功功率计算得到逆变器的有功功率平均值,并根据各个逆变器的无功功率计算得到逆变器的无功功率平均值;
下垂量计算模块,用于根据所述所有逆变器的电压下垂量得到电压幅值下垂量平均值,根据所述所有逆变器的频率下垂量得到频率下垂量平均值;
选取模块,用于任意选取一个逆变器记为第一逆变器;
初始参考电压计算模块,用于将所述第一逆变器的有功功率和预设的空载电压幅值,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考电压幅值;
第一补偿电压计算模块,用于对所述第一逆变器的有功功率和所述有功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分计算,得到第一逆变器的第一补偿电压幅值;
第二补偿电压计算模块,用于对所述电压幅值下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿电压幅值;
初始参考频率计算模块,用于将所述第一逆变器的无功功率和预设的空载频率,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考频率;
第一补偿频率计算模块,用于对所述第一逆变器的无功功率和所述无功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分运算,得到第一逆变器的第一补偿频率;
第二补偿频率计算模块,用于对所述频率下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿频率;
电压幅值计算模块,用于将所述初始参考电压幅值、第一补偿电压幅值和第二补偿电压幅值叠加得到第一逆变器的电压幅值参考值;
频率计算模块,用于将所述初始参考频率、第一补偿频率和第二补偿频率叠加得到第一逆变器的频率参考值;
参考电压生成模块,用于根据所述第一逆变器的电压幅值参考值和第一逆变器的频率参考值生成第一逆变器的参考电压信号,所述参考电压信号用于控制并联的第一逆变器。
第四方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面或第二方面中任一项逆变器并联控制方法的步骤。
第五方面,本发明提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,执行第一方面或第二方面中任一项逆变器并联控制方法。
采用上述技术方案的有益效果为:本申请通过引入平均有功功率、平均无功功率、平均电压下垂量和平均频率下垂量,基于积分控制的主动均流环节消除逆变器间的静态功率误差,使逆变器稳态输出电压及频率,在空载的情况下稳定运行。
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,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为传统并联逆变器控制方法的误差示意图;
图2为本申请一个实施例中逆变器并联电路示意图;
图3为本申请一个实施例中逆变器并联控制方法的示意图;
图4为本申请一个实施例中逆变器并联控制框图;
图5为本申请一个实施例中引入调节因子的逆变器并联控制框图;
图6为本申请一个实施例中积分环节合并的逆变器并联控制框图;
图7为本申请一个实施例中引入调节因子的积分环节合并的逆变器并联控制框图;
图8为本申请一个实施例中0kW稳态时两个双向逆变器以及逆变器公共连接点的输出电压及电流波形图;
图9为本申请一个实施例中4kW稳态时两个双向逆变器以及逆变器公共连接点的输出电压及电流波形图;
图10为本申请一个实施例中输出功率从0kW到4kW切换时两个双向逆变器以及逆变器公共连接点的输出电压及电流波形图;
图11为本申请一个实施例中输出功率从4kW到0kW切换时两个双向逆变器以及逆变器公共连接点的输出电压及电流波形图;
图12为本申请一个实施例中输出功率从2kW到4kW切换时两个双向逆变器以及逆变器公共连接点的输出电压及电流波形图;
图13为本申请一个实施例中输出功率从4kW到2kW切换时两个双向逆变器以及逆变器公共连接点的输出电压及电流波形图;
图14为本申请另一个实施例中的逆变器并联控制方法示意图;
图15为本申请另一个实施例中的逆变器并联控制框图;
图16为本申请另一个实施例中的积分调节环节合并的逆变器并联控制框图;
图17为本申请另一个实施例中引入调节因子的逆变器并联控制框图;
图18为本申请另一个实施例中带有调节因子的积分调节环节合并的逆变器并联控制框图;
图19为本申请一个实施例中逆变器并联控制装置示意图。
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。为了更详细说明本发明,下面结合附图对本发明提供的,进行具体地描述。
随着新能源技术的快速发展,家庭储能和便携式储能等微型储能设备的需求迅速增长。逆变器作为新型储能系统的核心部件,其性能对整个系统的性能至关重要。在模块化的系统设计中,通过多个逆变器的并联运行提升逆变器的功率范围,可大大提升系统的终端适应能力。
如附图1所示,两个逆变器并联,
Figure 463918DEST_PATH_IMAGE001
为其中一个逆变器的空载电压幅度,
Figure 242519DEST_PATH_IMAGE002
为另一个逆变器的空载电压幅值,
Figure 906718DEST_PATH_IMAGE003
为逆变器并联公共点的电压幅值,
Figure 428966DEST_PATH_IMAGE004
为其中一个逆变器的输出功率,
Figure 862222DEST_PATH_IMAGE005
为另一个逆变器的输出功率,K为下垂系数。传统的并联逆变器控制方法本质是一个比例控制系统,无法完全消除静态误差,逆变器之间的功率均分差异取决于电压精度以及下垂系数的大小。传统的并联逆变器控制方法需要消除静态误差,一种方法是减少逆变器间的初始电压偏差,但是受制于采样线路偏差及器件温度漂移等因素影响;另一种方法是增大下垂系数,但是受限于系统允许的电压调整范围。
若通过积分调节的方法消除静态误差,积分调节无法保证最终电压幅值和频率参考量的取值范围,只要所有模块的电压幅值与频率相等,即可实现功率均分,容易出现所有并联逆变器模块的电压幅值或频率都偏离设定点的问题。并且,在动态负载条件下,逆变器的输出容易出现向同一个方向飘移的情况,将会造成电压幅值或频率超过规定范围的情况。
本申请实施例提供了逆变器并联控制方法的具体应用场景。该应用场景包括实施例提供的终端设备,终端设备包括但不限于智能手机和计算机设备,其中计算机设备可以是台式计算机、便携式计算机、膝上型计算机、平板电脑等设备中的至少一种。用户对终端设备进行操作,终端设备执行本发明的逆变器并联控制方法,具体过程请参见逆变器并联控制方法实施例。
本实施例所述的逆变器并联控制方法应用于逆变器并联电路,如附图2所示,逆变器并联电路包括若干个电源、与电源一一对应的若干个逆变器以及通信总线101,其中电源与对应逆变器的直流侧并联连接,逆变器的交流侧与负载电阻并联连接,其中,公共连接点102和公共连接点103为逆变器交流侧连接到负载电阻的公共连接点。逆变器的通信总线通过并联方式连接,逆变器的交流输出端通过并联方式连接到公共点,实现逆变器之间的通信交流。
通信总线上的逆变器在间隔一定时间段向通信总线发送并机报文,并机报文中包括逆变器的节点地址、逆变器自身当前的有功功率、逆变器自身当前的无功功率、逆变器自身当前的电压下垂量以及逆变器自身当前的频率下垂量。逆变器之间可以通过通信总线获取并联的其他逆变器相关信息,进而对自身进行优化。在本实施例中,所述通信总线可为CAN总线,逆变器发送并机报文的时间间隔为100ms。
根据逆变器所表现出的输出阻抗特性,一般分为阻抗型控制方法和感抗型控制方法。其中,当逆变器输出阻抗呈现阻性时,对应阻抗型控制方法;当逆变器输出阻抗呈现感性时,对应感抗型控制方法。
首先,针对逆变器输出特性为阻抗型时,结合附图3所示的逆变器并联控制方法示意图以及附图4所示的逆变器并联控制框图,逆变器并联控制方法包括:
步骤S201:获取所有逆变器的有功功率、无功功率、电压下垂量和频率下垂量。
具体地,逆变器的有功功率是将电能转换为其他形式的能量的电功率(例如机械能、光能、热能),是在交流电路中一个周期内发出或负载消耗的瞬时功率的积分平均值。逆变器的无功功率是电网中的感性负载(例如电机、扼线圈、变流器、感应式加热器及电焊机等)都会产生不同程度的电滞,也称为电感;在电路中所加电压改变方向,感性负载的这种滞后仍能将电流的方向(例如正向)保持一段时间,一旦存在了这种电流与电压之间的相位差,就会产生负功率,并被反馈到电网;电流电压再次相位相同时,又需要相同大小的电能在感性负载中建立磁场,这种磁场反向电能就被称为无功功率。
逆变器的电压下垂量可根据该逆变器预设的空载电压幅值和输出的电压幅值参考值计算得到;逆变器的频率下垂量可根据逆变器预设的空载频率和输出的频率参考值计算得到。上述下垂量的具体计算表达式为:
Figure 811723DEST_PATH_IMAGE006
其中,k为并联逆变器中的第k台逆变器,
Figure 104164DEST_PATH_IMAGE007
为第k台逆变器的电压下垂量,
Figure 554737DEST_PATH_IMAGE008
为第k台逆变器的频率下垂量,
Figure 249024DEST_PATH_IMAGE009
为第k台逆变器的电压幅值参考值,
Figure 369426DEST_PATH_IMAGE010
为第k台逆变器的频率参考值,
Figure 8218DEST_PATH_IMAGE011
为第k台逆变器预设的空载电压幅值,
Figure 403427DEST_PATH_IMAGE012
为第k台逆变器预设的空载频率。
逆变器预设的空载电压幅值为逆变器输出端没有接负载时的开路电压幅值;逆变器预设的空载频率为逆变器输出端没有接负载时的开路频率。
逆变器之间可通过通信总线获取其他并联逆变器的有功功率、无功功率、电压下垂量和频率下垂量。
步骤S202:根据各个逆变器的有功功率计算得到逆变器的有功功率平均值,并根据各个逆变器的无功功率计算得到逆变器的无功功率平均值。
具体为,对所有并联逆变器的有功功率进行叠加后计算平均值,得到逆变器的有功功率平均值,记为
Figure 421062DEST_PATH_IMAGE013
;将所有并联逆变器的无功功率进行叠加后计算平均值,得到逆变器的无功功率平均值,记为
Figure 509104DEST_PATH_IMAGE014
步骤S203:根据所述所有逆变器的电压下垂量得到电压幅值下垂量平均值,根据所述所有逆变器的频率下垂量得到频率下垂量平均值;
其中,所述电压幅值下垂量平均值以及频率下垂量平均值的具体计算公式为:
Figure 369612DEST_PATH_IMAGE015
n为并联逆变器的总数量,k为并联逆变器中的第k台逆变器,
Figure 37354DEST_PATH_IMAGE007
为第k台逆变器的电压下垂量,
Figure 440654DEST_PATH_IMAGE008
为第k台逆变器的频率下垂量。
步骤S204:任意选取一个逆变器记为第一逆变器。
本实施例的逆变器并联控制方法是对并联的每一个逆变器都调整控制输出电压,因此随机挑取其中一个逆变器为例,对逆变器的并联控制方法进行说明。
步骤S205:将第一逆变器的有功功率和预设的空载电压幅值,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考电压幅值。
具体地,步骤S205具体包括以下步骤:
步骤S301:将第一逆变器的有功功率与预设的有功功率下垂系数进行乘积运算,得到电压幅值下垂量。
其中,第一逆变器的有功功率下垂系数可根据第一逆变器输出的最大有功功率、第一逆变器输出的最大频率和最小频率计算得到,具体表达式为
Figure 293072DEST_PATH_IMAGE016
Figure 516243DEST_PATH_IMAGE017
为第一逆变器的有功功率下垂系数,
Figure 253255DEST_PATH_IMAGE018
为第一逆变器输出的最大电压,
Figure 370115DEST_PATH_IMAGE019
为第一逆变器输出的最小电压,
Figure 268801DEST_PATH_IMAGE020
为第一逆变器输出的最大有功功率。
步骤S302:将电压幅值下垂量与第一逆变器的预设的空载电压幅值进行差值运算,得到第一逆变器的初始参考电压幅值。
具体表达式为:
Figure 244847DEST_PATH_IMAGE021
Figure 379025DEST_PATH_IMAGE001
为第一逆变器的初始参考电压幅值,
Figure 22496DEST_PATH_IMAGE022
为第一逆变器的预设的空载电压幅值,
Figure 826504DEST_PATH_IMAGE023
为第一逆变器的有功功率,
Figure 148901DEST_PATH_IMAGE017
为第一逆变器的预设的有功功率下垂系数。
步骤S206:对第一逆变器的有功功率和有功功率平均值进行差值运算,对得到的差值积分调节,得到第一逆变器的第一补偿电压幅值。
具体地,步骤S206包括以下步骤:
步骤S401:将第一逆变器的有功功率和有功功率平均值进行差值运算,得到第一逆变器的有功功率差值。
步骤S402:对第一逆变器的有功功率差值与预设的有功功率积分系数
Figure 227716DEST_PATH_IMAGE024
进行乘积运算,对乘积运算的结果进行积分调节,得到第一逆变器的第一补偿电压幅值。其中,有功功率积分系数
Figure 194535DEST_PATH_IMAGE024
可根据系统模型仿真或调试手段得到预设值。
步骤S207:对电压幅值下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿电压幅值。
具体为,将电压幅值下垂量平均值与预设的电压积分系数
Figure 700602DEST_PATH_IMAGE025
进行乘积运算后,对乘积运算结果进行积分调节,得到第二补偿电压幅值。
步骤S208:将第一逆变器的无功功率和预设的空载频率,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考频率。
具体地,步骤S208具体包括以下步骤:
步骤S501:将第一逆变器的无功功率与预设的无功功率下垂系数进行乘积运算,得到频率下垂量。
其中,第一逆变器的无功功率下垂系数可根据第一逆变器输出的最大无功功率、第一逆变器输出的最大电压和最小电压计算得到,具体表达式为
Figure 979137DEST_PATH_IMAGE026
Figure 861642DEST_PATH_IMAGE027
为第一逆变器的无功功率下垂系数,
Figure 807602DEST_PATH_IMAGE028
为第一逆变器输出的最大频率,
Figure 750150DEST_PATH_IMAGE029
为第一逆变器输出的最小频率,
Figure 656926DEST_PATH_IMAGE030
为第一逆变器输出的最大无功功率。
步骤S502:将频率下垂量与第一逆变器的预设的空载的频率进行叠加,得到第一逆变器的初始参考频率。
具体表达式为:
Figure 671018DEST_PATH_IMAGE031
Figure 143588DEST_PATH_IMAGE032
为第一逆变器的初始参考频率,
Figure 460300DEST_PATH_IMAGE033
为第一逆变器的预设的空载频率,
Figure 385531DEST_PATH_IMAGE034
为第一逆变器的无功功率,
Figure 203314DEST_PATH_IMAGE027
为第一逆变器的预设的无功功率下垂系数。
步骤S209:对第一逆变器的无功功率和无功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分运算,得到第一逆变器的第一补偿频率。
具体地,步骤S209包括以下步骤:
步骤S601:将第一逆变器的无功功率和无功功率平均值进行差值运算,得到第一逆变器的无功功率差值。
步骤S602:对第一逆变器的无功功率差值与预设的无功功率积分系数
Figure 999232DEST_PATH_IMAGE035
进行乘积运算,对乘积运算的结果进行积分调节,得到第一逆变器的第一补偿频率。其中,无功功率积分系数
Figure 283582DEST_PATH_IMAGE035
可根据系统模型仿真或调试手段得到预设值。
步骤S210:对频率下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿频率。
其中,将频率下垂量平均值与预设的频率积分系数
Figure 289584DEST_PATH_IMAGE036
进行乘积运算后,对乘积运算结果进行积分调节,得到第二补偿频率。
步骤S211:将初始参考电压幅值、第一补偿电压幅值和第二补偿电压幅值叠加得到第一逆变器的电压幅值参考值。
步骤S212:将初始参考频率、第一补偿频率和第二补偿频率叠加得到第一逆变器的频率参考值。
步骤S213:根据第一逆变器的电压幅值参考值和第一逆变器的频率参考值得到第一逆变器的参考电压信号
Figure 520846DEST_PATH_IMAGE037
,所述参考电压信号
Figure 702428DEST_PATH_IMAGE037
用于控制并联的第一逆变器。
通过上述方法,引入上述补偿环节后,使稳态条件下,并联的各个逆变器的输出功率与并联的所有逆变器的平均功率相等,实现了所有逆变器的功率均分,消除了由于逆变器空载时电压幅值和频率差异带来的静态偏差;所有逆变器的下垂控制量的平均值将接近于0,消除了积分控制带来工作点偏移的问题;而单个逆变器模块的下垂输出控制量为其初始控制电压幅值和频率与所有逆变器的初始控制电压幅度和频率的平均值的差值,该差值一般比较小。需要说明的是,频率下垂量的系数
Figure 751156DEST_PATH_IMAGE036
必须小于无功功率平均值的系数
Figure 650979DEST_PATH_IMAGE035
,以避免两个积分环节的相互影响而造成系统的不稳定。因此,使用本发明的方法能消除传统下垂控制带来的因负载变化导致的稳态电压、频率跌落。
需要说明的是,补偿环节中的积分器也可通过低通滤波器进行替代,相关的扩展也应在本发明的保护范围中。
进一步地,在逆变器并联电路中,电池管理系统可能期望剩余电池电量更多的模块输出更多的功率,剩余电池电量更少的模块输出更小的功率,还可设置有逆变器的调节因子,用于调节不同逆变器模块的功率。一般来说,逆变器并联电路中,所有逆变器的调节因子总和等于并联逆变器的总数量。
例如,两台逆变器并联的情况,系统总的输出功率为2kW,那么并联逆变器的平均功率为1kW,如果电池管理系统希望其中一台逆变器输出更多的功率,另一台逆变器输出更少的功率,可以设置其中一台逆变器的调节因子为1.5,另一台逆变器的调节因子为0.5,两台逆变器的调节因子总和等于并联逆变器的总数量,通过该调节因子可使并联的两台逆变器输出不同的功率。
参见附图5引入调节因子的逆变器并联控制框图,对上述逆变器并联控制方法的步骤S401中将第一逆变器的有功功率和有功功率平均值进行差值运算,以及步骤S601中将第一逆变器的无功功率和无功功率平均值进行差值运算的部分进行调整,具体为:
步骤S701:获取第一逆变器的调节因子
Figure 685931DEST_PATH_IMAGE038
。所述第一逆变器的调节因子可根据电池管理系统对第一逆变器的输出功率要求设定。
步骤S702:将有功功率平均值与第一逆变器的调节因子
Figure 315495DEST_PATH_IMAGE038
进行乘积运算,得到调节后的有功功率平均值。
步骤S703:将调节后的有功功率平均值和第一逆变器的有功功率进行差值运算。
步骤S704:将无功功率平均值与第一逆变器的调节因子
Figure 941649DEST_PATH_IMAGE038
进行乘积运算,得到调节后的无功功率平均值。
步骤S705:将调节后的无功功率平均值和第一逆变器的无功功率进行差值运算。
通过上述引入调节因子,在保障并联逆变器电路稳定运行的情况下,可实现各个逆变器功率的非等额分配。
进一步,在实际应用过程中,电压幅值参考值支路与频率参考值支路中使用的多个积分调节环节可以合并成一个积分调节环节,使整体控制更为简单,如附图6所示的积分调节环节合并的控制框图。
步骤S801:将所述电压下垂量平均值与预设的电压积分系数
Figure 797609DEST_PATH_IMAGE025
进行乘积运算,得到比例平均电压下垂量。
步骤S802:所述第一逆变器的有功功率差值与预设的有功功率积分系数
Figure 507025DEST_PATH_IMAGE024
进行乘积运算,将乘积运算结果与比例平均电压下垂量进行叠加,对叠加结果进行积分调节,得到第三补偿电压幅值。
步骤S803:将所述第三补偿电压幅值与第一逆变器的初始参考电压幅值叠加得到第一逆变器的电压幅值参考值。
步骤S804:将所述频率下垂量平均值与预设的频率积分系数
Figure 663200DEST_PATH_IMAGE036
进行乘积运算,得到比例平均频率下垂量。
步骤S805:所述第一逆变器的无功功率差值与预设的无功功率积分系数
Figure 929097DEST_PATH_IMAGE035
进行乘积运算,将乘积运算结果与比例平均频率下垂量进行叠加,对叠加结果进行积分调节,得到第三补偿频率。
步骤S806:将所述第三补偿频率与第一逆变器的初始参考频率叠加得到第一逆变器的频率参考值。
更进一步,在积分调节环节合并的基础上,同时考虑逆变器调节因子的作用,得到调节合并的逆变器并联控制方法。结合图7所示的调节合并的逆变器并联控制框图,对步骤S802中的第一逆变器的有功功率差值以及步骤S804中的第一逆变器的无功功率差值进行调节:
步骤S901:获取第一逆变器的调节因子
Figure 537932DEST_PATH_IMAGE038
步骤S902:将第一逆变器的有功功率平均值
Figure 304900DEST_PATH_IMAGE013
与第一逆变器的调节因子
Figure 784423DEST_PATH_IMAGE038
进行乘积运算,将乘积运算后的结果与第一逆变器的有功功率
Figure 752379DEST_PATH_IMAGE023
进行差值运算,得到第一逆变器的有功功率差值;
步骤S903:将第一逆变器的无功功率平均值
Figure 441986DEST_PATH_IMAGE014
与第一逆变器的调节因子
Figure 888011DEST_PATH_IMAGE038
进行乘积运算,将乘积运算后的结果与第一逆变器的无功功率Q进行差值运算,得到第一逆变器的无功功率差值。
为了进一步说明本发明实施例中逆变器并联控制方法达到主动消除逆变器间的静态功率误差的效果,给出2台2kW双向逆变器在并联状态下的相关测试示例,结合附图8-13所示:附图8为输出0kW稳态时两个双向逆变器以及逆变器公共连接点的输出电压及电流波形图,附图9为输出4kW稳态时两个双向逆变器以及逆变器公共连接点的输出电压及电流波形图,附图10为输出功率从0kW到4kW切换时两个双向逆变器以及逆变器公共连接点的输出电压及电流波形图,附图11为输出功率从4kW到0kW切换时两个双向逆变器以及逆变器公共连接点的输出电压及电流波形图,附图12为输出功率从2kW到4kW切换时两个双向逆变器以及逆变器公共连接点的输出电压及电流波形图,附图13为输出功率从4kW到2kW切换时两个双向逆变器以及逆变器公共连接点的输出电压及电流波形图,根据上述测试数据,可看出测试逆变器在各种负载情况下均能实现逆变器间功率的无偏差均分。
另外,针对逆变器输出阻抗特性为感抗型时,结合附图14所示的逆变器并联控制方法示意图以及附图15所示的逆变器并联控制框图,逆变器并联控制方法如下:
步骤S1001:获取所有逆变器的有功功率、无功功率、电压下垂量和频率下垂量。
步骤S1002:根据各个逆变器的有功功率计算得到逆变器的有功功率平均值
Figure 487620DEST_PATH_IMAGE013
,并根据各个逆变器的无功功率计算得到逆变器的无功功率平均值
Figure 219952DEST_PATH_IMAGE014
步骤S1003:根据所有逆变器的电压下垂量得到电压幅值下垂量平均值
Figure 803381DEST_PATH_IMAGE039
,根据所有逆变器的频率下垂量得到频率下垂量平均值
Figure 521938DEST_PATH_IMAGE040
步骤S1004:任意选取一个逆变器记为第一逆变器。
步骤S1005:将第一逆变器的无功功率Q和预设的空载电压幅值
Figure 507211DEST_PATH_IMAGE022
,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的原始参考电压幅值。
具体地,将第一逆变器的无功功率Q与预设的第二无功功率下垂系数
Figure 410445DEST_PATH_IMAGE041
进行乘积运算,得到电压幅值下垂量;将电压幅值下垂量与第一逆变器的预设的空载电压幅值
Figure 950011DEST_PATH_IMAGE022
进行差值运算,得到第一逆变器的原始参考电压幅值。
步骤S1006:对第一逆变器的无功功率Q和无功功率平均值
Figure 3418DEST_PATH_IMAGE014
进行差值运算,对得到的差值进行积分调节,得到第一逆变器的第四补偿电压幅值。
具体地,将第一逆变器的无功功率Q和无功功率平均值
Figure 436673DEST_PATH_IMAGE014
进行差值运算,得到第一逆变器的无功功率差值;将第一逆变器的无功功率差值与预设的第二无功功率积分系数
Figure 917333DEST_PATH_IMAGE042
进行乘积运算,对乘积运算的结果进行积分调节,得到第一逆变器的第四补偿电压幅值。
步骤S1007:对电压幅值下垂量平均值
Figure 678616DEST_PATH_IMAGE039
进行积分调节,得到第五补偿电压幅值。
具体地,将电压幅值下垂量平均值
Figure 129189DEST_PATH_IMAGE039
与预设的电压积分系数
Figure 823475DEST_PATH_IMAGE025
进行乘积运算后,对乘积运算结果进行积分调节,得到第五补偿电压幅值。
步骤S1008:将第一逆变器的有功功率
Figure 943878DEST_PATH_IMAGE023
和预设的第二有功功率下垂系数
Figure 989194DEST_PATH_IMAGE043
进行乘积运算,得到频率下垂量;将频率下垂量与第一逆变器预设的空载频率
Figure 977879DEST_PATH_IMAGE033
进行差值运算,得到第一逆变器的原始参考频率。
步骤S1009:对第一逆变器的有功功率
Figure 526672DEST_PATH_IMAGE023
和有功功率平均值
Figure 83555DEST_PATH_IMAGE013
进行差值运算,对得到的差值进行积分调节,得到第一逆变器的第四补偿频率。
具体地,第一逆变器的有功功率P和有功功率平均值
Figure 944064DEST_PATH_IMAGE013
进行差值运算,得到第一逆变器的有功功率差值;将第一逆变器的有功功率差值与预设的第二有功功率积分系数
Figure 877385DEST_PATH_IMAGE044
进行乘积运算,对乘积运算的结果进行积分调节,得到第一逆变器的第四补偿频率。
步骤S1010:对频率下垂量平均值
Figure 15105DEST_PATH_IMAGE040
进行积分调节,得到第五补偿频率。
具体地,将频率下垂量平均值
Figure 867523DEST_PATH_IMAGE040
与预设的频率积分系数
Figure 356273DEST_PATH_IMAGE036
进行乘积运算,对乘积运算结果进行积分调节,得到第五补偿频率。
步骤S1011:将原始参考电压幅值、第四补偿电压幅值和第五补偿电压幅值叠加得到第一逆变器的电压幅值参考值。
具体地,将原始参考电压幅值与第四补偿电压幅值进行差值运算,计算得到的差值与第五补偿电压幅值进行叠加,得到第一逆变器的电压幅值参考值。
步骤S1012:将原始参考频率、第四补偿频率和第五补偿频率叠加得到第一逆变器的频率参考值。
具体地,将原始参考频率与第四补偿频率进行差值运算,计算得到的差值与第五补偿频率进行叠加,得到第一逆变器的频率参考值。
步骤S1013:根据第一逆变器的电压幅值参考值和第一逆变器的频率参考值得到第一逆变器的参考电压信号,所述参考电压信号用于控制并联的第一逆变器。
进一步地,在实际应用中,电压幅值参考值支路与频率参考值支路中使用的多个积分调节环节可以合并成一个积分调节环节,使整体控制更加简单,如附图16所示的积分调节环节合并的控制框图。对上述逆变器并联控制方法中步骤S1006-S1007、步骤S1009-S1012进行调整:
步骤S1101:对第一逆变器的无功功率Q和无功功率平均值
Figure 827706DEST_PATH_IMAGE014
进行差值运算,得到第一逆变器的无功功率差值;
步骤S1102:将第一逆变器的无功功率差值与预设的第二无功功率积分系数
Figure 351091DEST_PATH_IMAGE042
进行乘积运算,得到比例无功功率差值;
步骤S1103:对电压幅值下垂量平均值
Figure 108832DEST_PATH_IMAGE039
与预设的电压积分系数
Figure 819299DEST_PATH_IMAGE025
进行乘积运算,得到积分电压幅值平均值;
步骤S1104:将比例无功功率差值和积分电压幅值平均值进行差值运算,对差值运算结果进行积分调节,得到第六补偿电压幅值;
步骤S1105:将原始参考电压幅值和第六补偿电压幅值进行差值运算,得到第一逆变器的电压幅值参考值;
步骤S1106:对第一逆变器的有功功率P和有功功率平均值
Figure 360002DEST_PATH_IMAGE013
进行差值运算,得到第一逆变器的有功功率差值;
步骤S1107:将第一逆变器的有功功率差值与预设的第二有功功率积分系数
Figure 331369DEST_PATH_IMAGE044
进行乘积运算,得到比例有功功率差值;
步骤S1108:对频率幅值下垂量平均值
Figure 932114DEST_PATH_IMAGE040
与预设的频率积分系数
Figure 864298DEST_PATH_IMAGE036
进行乘积运算,得到积分频率平均值;
步骤S1109:将比例有功功率差值和积分频率平均值进行差值运算,对差值运算结果进行积分调节,得到第六补偿频率;
步骤S1110:将原始参考频率和第六补偿频率进行差值运算,得到第一逆变器的频率参考值。
另外,在逆变器并联电路中,电池管理系统期望根据剩余电池电量设置不同逆变器模块输出不同比例的功率,则在上述逆变器并联控制方法的基础上,增加调节因子,用于调节不同逆变器模块的功率。
如附图17所示的带有调节因子的逆变器并联控制框图,对上述逆变器并联控制方法中步骤1006及步骤1009涉及的无功功率平均值以及有功功率平均值进行调整,包括:
步骤S1201:获取第一逆变器的调节因子
Figure 802167DEST_PATH_IMAGE038
步骤S1202:将无功功率平均值
Figure 300145DEST_PATH_IMAGE014
与第一逆变器的调节因子
Figure 275054DEST_PATH_IMAGE038
进行乘积运算,得到调节后的无功功率平均值;
步骤S1203:将调节后的无功功率平均值和第一逆变器的无功功率Q进行差值运算,对得到的差值进行积分调节,得到第一逆变器的第七补偿电压幅值;
步骤S1204:将有功功率平均值
Figure 491272DEST_PATH_IMAGE013
与第一逆变器的调节因子
Figure 967252DEST_PATH_IMAGE038
进行乘积运算,得到调节后的有功功率平均值;
步骤S1205:将调节后的有功功率平均值和第一逆变器的有功功率P进行差值运算,对得到的差值进行积分调节,得到第一逆变器的第七补偿频率。
同理,上述积分调节环节合并后的逆变器并联控制方法中,同样可引入调节因子用于控制逆变器的输出,如附图18所示的带有调节因子的积分调节环节合并的控制框图,对步骤S1101和步骤S1105进行调节,具体为:
步骤S1301:获取第一逆变器的调节因子
Figure 788578DEST_PATH_IMAGE038
步骤S1302:将无功功率平均值
Figure 465547DEST_PATH_IMAGE014
与第一逆变器的调节因子
Figure 496957DEST_PATH_IMAGE038
进行乘积运算,得到调节后的无功功率平均值;
步骤S1303:将调节后的无功功率平均值与第一逆变器的无功功率Q进行差值运算,得到第一逆变器的无功功率差值;
步骤S1304:将有功功率平均值
Figure 651994DEST_PATH_IMAGE013
与第一逆变器的调节因子
Figure 858985DEST_PATH_IMAGE038
进行乘积运算,得到调节后的有功功率平均值;
步骤S1305:将调节后的有功功率平均值与第一逆变器的有功功率P进行差值运算,得到第一逆变器的有功功率差值。
应该理解的是,虽然附图3及附图14的流程图中各个步骤按照箭头额定指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以按其他的顺序执行。而且附图3即附图14中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者子阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
上述本发明公开的实施例中详细描述了逆变器并联控制方法,对于本发明公开的上述方法可以采用多种形式的设备实现,因此本发明还公开了对应上述方法的逆变器并联控制装置,结合附图19,下面给出具体的实施例进行详细说明。
信息获取模块1401,用于获取所有逆变器的有功功率、无功功率、电压下垂量和频率下垂量。
平均功率计算模块1402,用于根据各个逆变器的有功功率计算得到逆变器的有功功率平均值,并根据各个逆变器的无功功率计算得到逆变器的无功功率平均值。
下垂量计算模块1403,用于根据所述所有逆变器的电压下垂量得到电压幅值下垂量平均值,根据所述所有逆变器的频率下垂量得到频率下垂量平均值。
选取模块1404,用于任意选取一个逆变器记为第一逆变器。
初始参考电压计算模块1405,用于将所述第一逆变器的有功功率和预设的空载电压幅值,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考电压幅值。
第一补偿电压计算模块1406,用于对所述第一逆变器的有功功率和所述有功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分计算,得到第一逆变器的第一补偿电压幅值。
第二补偿电压计算模块1407,用于对所述电压幅值下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿电压幅值。
初始参考频率计算模块1408,用于将所述第一逆变器的无功功率和预设的空载频率,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考频率。
第一补偿频率计算模块1409,用于对所述第一逆变器的无功功率和所述无功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分运算,得到第一逆变器的第一补偿频率。
第二补偿频率计算模块1410,用于对所述频率下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿频率。
电压幅值计算模块1411,用于将所述初始参考电压幅值、第一补偿电压幅值和第二补偿电压幅值叠加得到第一逆变器的电压幅值参考值。
频率计算模块1412,用于将所述初始参考频率、第一补偿频率和第二补偿频率叠加得到第一逆变器的频率参考值。
参考电压生成模块1413,用于根据所述第一逆变器的电压幅值参考值和第一逆变器的频率参考值得到第一逆变器的参考电压信号,所述参考电压信号用于控制并联的第一逆变器。
关于逆变器并联控制装置的具体限定可以参见上文中对于方法的限定,在此不再赘述。上述装置中的各个模块可全部或者部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或者独立于终端设备的处理器中,也可以以软件形式存储于终端设备的存储器中,以便处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述逆变器并联控制方法的步骤。
所述计算机可读存储介质可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编只读程存储器)、EPROM(可擦除可编只读程存储器)、硬盘或者ROM之类的电子存储器。可选的,计算机可读存储介质包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storagemedium)。计算机可读存储介质具有执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码的存储空间。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入这一个或者多个计算机程序产品中,所述程序代码可以以适当形式进行压缩。
在一个实施例中,本发明提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时执行上述逆变器并联控制方法的步骤。
所述计算机设备包括存储器、处理器以及一个或多个计算机程序,其中一个或多个计算机程序可以被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行,一个或多个应用程序配置用于执行上述逆变器并联控制方法。
处理器可以包括一个或多个处理核。处理器利用各种接口和线路连接整个计算机设备内的各个部分,通过运行或执行存储在存储器内的指令、程序、代码集或指令集,以及调用存储在存储器内的数据,执行计算机设备的各种功能和处理数据。可选地,处理器可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array,PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器可集成中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、埋点数据的上报验证器(Graphics Processing Unit,GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中,CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等;GPU用于负责显示内容的渲染和绘制;调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调器也可以不集成到处理器中,单独通过一块通信芯片进行实现。
存储器可以包括随机存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。存储器可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器可包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储终端设备在使用中所创建的数据等。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种逆变器并联控制方法,该方法应用于逆变器并联电路,所述逆变器并联电路包括若干个电源、与电源一一对应的若干个逆变器以及通信总线,其中电源与对应逆变器的直流侧并联连接,逆变器的通信总线通过并联方式连接,逆变器的交流输出端通过并联方式连接到公共点;其特征在于,所述逆变器并联控制方法包括:
获取所有逆变器的有功功率、无功功率、电压下垂量和频率下垂量;
根据各个逆变器的有功功率计算得到逆变器的有功功率平均值,并根据各个逆变器的无功功率计算得到逆变器的无功功率平均值;
根据所述所有逆变器的电压下垂量得到电压幅值下垂量平均值,根据所述所有逆变器的频率下垂量得到频率下垂量平均值;
任意选取一个逆变器记为第一逆变器;
将所述第一逆变器的有功功率和预设的空载电压幅值,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考电压幅值;
对所述第一逆变器的有功功率和所述有功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分计算,得到第一逆变器的第一补偿电压幅值;
对所述电压幅值下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿电压幅值;
将所述第一逆变器的无功功率和预设的空载频率,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考频率;
对所述第一逆变器的无功功率和所述无功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分运算,得到第一逆变器的第一补偿频率;
对所述频率下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿频率;
将所述初始参考电压幅值、第一补偿电压幅值和第二补偿电压幅值叠加得到第一逆变器的电压幅值参考值;
将所述初始参考频率、第一补偿频率和第二补偿频率叠加得到第一逆变器的频率参考值;
根据所述第一逆变器的电压幅值参考值和第一逆变器的频率参考值得到第一逆变器的参考电压信号,所述参考电压信号用于控制并联的第一逆变器。
2.如权利要求1所述的逆变器并联控制方法,其特征在于,所述将第一逆变器的有功功率和预设的空载电压幅值,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考电压幅值,以及所述将所述第一逆变器的无功功率和预设的空载频率,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考频率,包括:
将所述第一逆变器的有功功率与预设的有功功率下垂系数进行乘积运算,得到电压幅值下垂量;
将所述电压幅值下垂量与所述第一逆变器的预设的空载电压幅值进行差值运算,得到第一逆变器的初始参考电压幅值;
将所述第一逆变器的无功功率与预设的无功功率下垂系数进行乘积运算,得到频率下垂量;
将所述频率下垂量与所述第一逆变器的预设的空载频率进行叠加,得到第一逆变器的初始参考频率。
3.如权利要求1所述的逆变器并联控制方法,其特征在于,所述对所述第一逆变器的有功功率和所述有功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分计算,得到第一逆变器的第一补偿电压幅值,以及对所述第一逆变器的无功功率和所述无功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分运算,得到第一逆变器的第一补偿频率,包括:
将所述第一逆变器的有功功率和所述有功功率平均值进行差值运算,得到第一逆变器的有功功率差值;
对所述第一逆变器的有功功率差值与预设的有功功率积分系数进行乘积运算,对乘积运算的结果进行积分调节,得到第一逆变器的第一补偿电压幅值;
将所述第一逆变器的无功功率和所述无功功率平均值进行差值运算,得到第一逆变器的无功功率差值;
对所述第一逆变器的无功功率差值与预设的无功功率积分系数进行乘积运算,对乘积运算的结果进行积分调节,得到第一逆变器的第一补偿频率。
4.如权利要求3所述的逆变器并联控制方法,其特征在于,所述将所述第一逆变器的有功功率和所述有功功率平均值进行差值运算,以及所述将所述第一逆变器的无功功率和所述无功功率平均值进行差值运算,包括:
获取第一逆变器的调节因子;
将所述有功功率平均值与第一逆变器的调节因子进行乘积运算,得到调节后的有功功率平均值;
将调节后的有功功率平均值和所述第一逆变器的有功功率进行差值运算;
将所述无功功率平均值与第一逆变器的调节因子进行乘积运算,得到调节后的无功功率平均值;
将调节后的无功功率平均值和所述第一逆变器的无功功率进行差值运算。
5.如权利要求1所述的逆变器并联控制方法,其特征在于,所述对所述电压下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿电压幅值,以及所述对所述频率下垂量平均值进行积分运算,得到第二补偿频率,包括:
将所述电压下垂量平均值与预设的电压积分系数进行乘积运算后,对乘积运算结果进行积分调节,得到第二补偿电压幅值;
将所述频率下垂量平均值与预设的频率积分系数进行乘积运算后,对乘积运算结果进行积分调节,得到第二补偿频率。
6.如权利要求3所述的逆变器并联控制方法,其特征在于,还包括:
将所述电压下垂量平均值与预设的电压积分系数进行乘积运算,得到比例平均电压下垂量;
所述第一逆变器的有功功率差值与预设的有功功率积分系数进行乘积运算,将乘积运算结果与比例平均电压下垂量进行叠加,对叠加结果进行积分调节,得到第三补偿电压幅值;
将所述第三补偿电压幅值与第一逆变器的初始参考电压幅值叠加得到第一逆变器的电压幅值参考值;
将所述频率下垂量平均值与预设的频率积分系数进行乘积运算,得到比例平均频率下垂量;
所述第一逆变器的无功功率差值与预设的无功功率积分系数进行乘积运算,将乘积运算结果与比例平均频率下垂量进行叠加,对叠加结果进行积分调节,得到第三补偿频率;
将所述第三补偿频率与第一逆变器的初始参考频率叠加得到第一逆变器的频率参考值。
7.一种逆变器并联控制装置,该装置应用于逆变器并联电路,所述逆变器并联电路包括若干个电源、与电源一一对应的若干个逆变器以及通信总线,其中电源与对应逆变器的直流侧并联连接,逆变器的通信总线通过并联方式连接,逆变器的交流输出端通过并联方式连接到公共点;其特征在于,所述逆变器并联控制方法包括:
获取所有逆变器的有功功率、无功功率、电压下垂量和频率下垂量;
根据各个逆变器的有功功率计算得到逆变器的有功功率平均值,并根据各个逆变器的无功功率计算得到逆变器的无功功率平均值;
根据所述所有逆变器的电压下垂量得到电压幅值下垂量平均值,根据所述所有逆变器的频率下垂量得到频率下垂量平均值;
任意选取一个逆变器记为第一逆变器;
将所述第一逆变器的无功功率和预设的空载电压幅值,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的原始参考电压幅值;
对所述第一逆变器的无功功率和所述无功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分调节,得到第一逆变器的第四补偿电压幅值;
对所述电压幅值下垂量平均值进行积分调节,得到第五补偿电压幅值;
将所述第一逆变器的有功功率和预设的空载频率,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的原始参考频率;
对所述第一逆变器的有功功率和所述有功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分调节,得到第一逆变器的第四补偿频率;
对所述频率下垂量平均值进行积分调节,得到第五补偿频率;
将所述原始参考电压幅值、第四补偿电压幅值和第五补偿电压幅值叠加得到第一逆变器的电压幅值参考值;
将所述原始参考频率、第四补偿频率和第五补偿频率叠加得到第一逆变器的频率参考值;
根据所述第一逆变器的电压幅值参考值和第一逆变器的频率参考值得到第一逆变器的参考电压信号,所述参考电压信号用于控制并联的第一逆变器。
8.一种逆变器并联控制装置,该装置应用于逆变器并联电路,所述逆变器并联电路包括若干个电源、与电源一一对应的若干个逆变器以及通信总线,其中电源与对应逆变器的直流侧并联连接,逆变器的通信总线通过并联方式连接,逆变器的交流输出端通过并联方式连接到公共点;其特征在于,所述逆变器并联控制装置包括:
信息获取模块,用于获取所有逆变器的有功功率、无功功率、电压下垂量和频率下垂量;
平均功率计算模块,用于根据各个逆变器的有功功率计算得到逆变器的有功功率平均值,并根据各个逆变器的无功功率计算得到逆变器的无功功率平均值;
下垂量计算模块,用于根据所述所有逆变器的电压下垂量得到电压幅值下垂量平均值,根据所述所有逆变器的频率下垂量得到频率下垂量平均值;
选取模块,用于任意选取一个逆变器记为第一逆变器;
初始参考电压计算模块,用于将所述第一逆变器的有功功率和预设的空载电压幅值,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考电压幅值;
第一补偿电压计算模块,用于对所述第一逆变器的有功功率和所述有功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分计算,得到第一逆变器的第一补偿电压幅值;
第二补偿电压计算模块,用于对所述电压幅值下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿电压幅值;
初始参考频率计算模块,用于将所述第一逆变器的无功功率和预设的空载频率,经过下垂控制处理,得到第一逆变器的初始参考频率;
第一补偿频率计算模块,用于对所述第一逆变器的无功功率和所述无功功率平均值进行差值运算,对得到的差值进行积分运算,得到第一逆变器的第一补偿频率;
第二补偿频率计算模块,用于对所述频率下垂量平均值进行积分调节,得到第二补偿频率;
电压幅值计算模块,用于将所述初始参考电压幅值、第一补偿电压幅值和第二补偿电压幅值叠加得到第一逆变器的电压幅值参考值;
频率计算模块,用于将所述初始参考频率、第一补偿频率和第二补偿频率叠加得到第一逆变器的频率参考值;
参考电压生成模块,用于根据所述第一逆变器的电压幅值参考值和第一逆变器的频率参考值得到第一逆变器的参考电压信号,所述参考电压信号用于控制并联的第一逆变器。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项逆变器并联控制方法的步骤。
10.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时,执行权利要求1-7中任一项逆变器并联控制方法。
CN202211219663.3A 2022-10-08 2022-10-08 逆变器并联控制方法、装置、存储介质及设备 Active CN115276444B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211219663.3A CN115276444B (zh) 2022-10-08 2022-10-08 逆变器并联控制方法、装置、存储介质及设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211219663.3A CN115276444B (zh) 2022-10-08 2022-10-08 逆变器并联控制方法、装置、存储介质及设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115276444A true CN115276444A (zh) 2022-11-01
CN115276444B CN115276444B (zh) 2022-12-30

Family

ID=83757991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211219663.3A Active CN115276444B (zh) 2022-10-08 2022-10-08 逆变器并联控制方法、装置、存储介质及设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115276444B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117394354A (zh) * 2023-12-11 2024-01-12 杭州利沃得电源有限公司 一种逆变器的均流方法、装置、逆变系统和存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1750363A1 (en) * 2005-08-03 2007-02-07 Abb Research Ltd. Multilevel AC/DC converter for traction applications
CN102801346A (zh) * 2012-08-21 2012-11-28 深圳市通业科技发展有限公司 无信号互联线并联的三相逆变器及其控制方法
CN104578884A (zh) * 2015-02-04 2015-04-29 国家电网公司 一种低电压微电网多逆变器并联电压不平衡控制方法
CN104601029A (zh) * 2015-01-14 2015-05-06 重庆大学 逆变器并联控制系统下垂控制方法
CN104868500A (zh) * 2015-06-11 2015-08-26 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种适用于微电网逆变器并联运行控制方法
US20160036368A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 Innovus Power, Inc. System and method of controlling parallel inverter power supply system
CN111756262A (zh) * 2020-06-19 2020-10-09 华侨大学 一种基于功率交互的并联逆变器下垂控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1750363A1 (en) * 2005-08-03 2007-02-07 Abb Research Ltd. Multilevel AC/DC converter for traction applications
CN102801346A (zh) * 2012-08-21 2012-11-28 深圳市通业科技发展有限公司 无信号互联线并联的三相逆变器及其控制方法
US20160036368A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 Innovus Power, Inc. System and method of controlling parallel inverter power supply system
CN104601029A (zh) * 2015-01-14 2015-05-06 重庆大学 逆变器并联控制系统下垂控制方法
CN104578884A (zh) * 2015-02-04 2015-04-29 国家电网公司 一种低电压微电网多逆变器并联电压不平衡控制方法
CN104868500A (zh) * 2015-06-11 2015-08-26 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种适用于微电网逆变器并联运行控制方法
CN111756262A (zh) * 2020-06-19 2020-10-09 华侨大学 一种基于功率交互的并联逆变器下垂控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117394354A (zh) * 2023-12-11 2024-01-12 杭州利沃得电源有限公司 一种逆变器的均流方法、装置、逆变系统和存储介质
CN117394354B (zh) * 2023-12-11 2024-04-09 杭州利沃得电源有限公司 一种逆变器的均流方法、装置、逆变系统和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN115276444B (zh) 2022-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Galeshi et al. Dynamic voltage restorer employing multilevel cascaded H‐bridge inverter
CN115276444B (zh) 逆变器并联控制方法、装置、存储介质及设备
Ramezani et al. Analysis and controller design for stand‐alone VSIs in synchronous reference frame
JP6688388B2 (ja) Dcマイクログリッドのための電力分担
Nutkani et al. Power flow control of intertied ac microgrids
Han et al. Distributed control scheme on cost optimisation under communication delays for DC microgrids
Reginatto et al. On electrical power evaluation in dq coordinates under sinusoidal unbalanced conditions
Kumar et al. Nested backward/forward sweep algorithm for power flow analysis of droop regulated islanded microgrids
Yang et al. Distributed control of multi‐time scale DC microgrid based on ADRC
Loh et al. Autonomous operation of distributed storages in microgrids
Puvvula Sri Rama Venkata Ranga Sai Sesha et al. Model predictive control approach for frequency and voltage control of standalone micro‐grid
Tian et al. Impedance interactions in bidirectional cascaded converter
Liu et al. Distributed control strategy of a microgrid community with an energy router
Bizon et al. Air Flow Real‐time Optimization Strategy for Fuel Cell Hybrid Power Sources with Fuel Flow Based on Load‐following
Mohamed et al. Droop control design to minimize losses in DC microgrid for more electric aircraft
Beiranvand et al. Asymptotically stable controller for SSTs based on Lyapunov direct stability method
Villegas Ceballos et al. Charger/discharger DC/DC converter with interleaved configuration for DC‐bus regulation and battery protection
Zhang et al. Mitigation of the low‐frequency neutral‐point current for three‐level T‐type inverters in three‐phase four‐wire systems
Zaker et al. Equivalent model parameter estimation of grid‐connected fuel cell‐based microgrid
US10476295B2 (en) Charging optimization
Sekhar et al. Model predictive controller for single‐phase distributed generator with seamless transition between grid and off‐grid modes
Zhou et al. A generalized synthesis load model considering network parameters and all-vanadium redox flow battery
Nabi et al. Robust decentralized control of interval DC linked hybrid microgrids network
CN114461003A (zh) 输出功率调整方法、装置和插座
Manna et al. A power flow solution technique for autonomous and non autonomous mode of operation of microgrid system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant