CN115579944A - 一种具有自限流保护能力的构网型储能控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有自限流保护能力的构网型储能控制系统及方法，该系统包括电流测量模块、电压测量模块、实际功率计算模块、PLL锁相环模块、构网型控制策略及调制波生成模块、跟网型控制策略及调制波生成模块、电流比较模块、选择和调制模块。本发明能够使并网逆变器稳定工作在正常状态和三相故障状态，并且在正常状态和三相故障状态采取不同的控制策略，可以有效的防止线路上电流过大对系统稳定性的影响，且其具有的两种切换模式在切换过程中保证了系统始终保持稳定安全可靠运行。本发明应用于构网型储能控制技术领域，为系统的控制方式切换提供了技术支撑，且在切换过程中，整个逆变系统始终保持在稳定运行的状态。

Description

一种具有自限流保护能力的构网型储能控制系统及方法

技术领域

本发明属于构网型储能控制技术领域，具体是一种具有自限流保护能力的构网型储能控制系统及方法。

背景技术

随着全球范围的石油等化石资源不断地消耗，能源危机和环境问题日益突出。为了应对这一问题，分布式发电技术和微电网技术得到越来越多的关注和重视。分布式发电区域能够充分的利用当地清洁资源，方便快捷的为居民提供用电，大大较少了电能在传输过程中的能量损耗，且不会对环境造成很大的污染。随着分布式电源区域的增加，新能源并网的数量逐年增加，且不忽略电网阻抗，公共电网呈现出低短路比(SCR)(短路水平与系统额定容量之比)的弱电网特性，如何保证新能源并网时电力系统的稳定性成为了一个问题。

构网型控制策略在SCR较小时控制系统比较稳定，而并网系统结构逐渐复杂，线路上不可避免的出现三相故障等问题。在电网发生短路故障时，构网型策略控制的并网逆变器为了维持内电势不变，可能引起很大的短路电流，危害并网逆变器装置。最简单的限流方法是在电网故障发生时改变并网逆变器的控制策略，转而采用与跟网型控制策略类似的的矢量控制模式，直接限制注入并网逆变器的电流。然而，如何在切换时保证切换过程的稳定性是需要解决的问题。

发明内容

为了解决现有的技术问题，本发明提供了一种具有自限流保护能力的构网型储能控制系统及方法，能实现当出现三相故障导致线路电流过大时，三相逆变器的控制方式改变为跟网型控制，而当三相故障消失线路电流恢复正常时，又切换为构网型控制，且切换控制过程中系统保持稳定。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种具有自限流保护能力的构网型储能控制系统，其特征在于，包括：

电流测量模块，用于测量三相逆变器和电网之间线路上的三相电流I_abc，并送入实际功率计算模块和电流比较模块；

电压测量模块，用于测量电网侧的三相电压V_gabc，并送入PLL锁相环模块、构网型控制策略及调制波生成模块和跟网型控制策略及调制波生成模块；

实际功率计算模块，用于根据电网侧的三相电压V_gabc和线路上的三相电流I_abc计算出实际的输出有功功率P_e和无功功率Q_e；

PLL锁相环模块，用于根据电网侧的三相电压V_gabc计算出电网侧电压相位θ_pll，送入跟网型控制策略及调制波生成模块；

构网型控制策略及调制波生成模块，用于根据实际输出有功功率P_e、有功功率给定值P_ref、实际输出无功功率Q_e、无功功率给定值Q_ref、电网侧的三相电压V_gabc和线路上的三相电流I_abc获得构网型控制策略的输出信号e_mdref、e_mqref；

跟网型控制策略及调制波生成模块，用于根据实际电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值、给定电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值和线路上的三相电流I_abc获得跟网型控制策略的输出信号e_ldref、e_lqref；

电流比较模块，用于比较线路上三相电流I_abc的有效值I_rms和限定电流I_limit的大小，并输出选择信号控制选择和调制模块；

选择和调制模块，用于将构网型控制策略的输出信号e_mdref、e_mqref、θ和跟网型控制策略的输出信号e_ldref、e_lqref、θ_pll经选择和调制后对PWM进行控制，产生控制三相逆变器的功率管开关信号PWM，其中θ为有功-频率控制生成相角。

进一步的，系统正常状态时，线路上的三相电流I_abc有效值小于限定电流I_limit，电流比较模块给出选择信号选择构网型输出的信号e_mdref、e_mqref、θ，三相逆变器由构网型控制策略控制；三相逆变器由构网型控制策略控制时，PLL锁相环依旧在跟踪电网侧的电压相位θ_pll，保证切换过程相角的稳定性；线路上发生三相故障，线路上的三相电流I_abc有效值大于限定电流I_limit时，电流比较模块给出选择信号选择跟网型控制策略的信号e_ldref、e_lqref、θ_pll，三相逆变器由跟网型控制策略控制；三相故障恢复后，线路上的三相电流I_abc有效值小于限定电流I_limit，三相逆变器又转为构网型控制策略。

进一步的，设定限定电流I_limit为三相电流I_abc有效值的1.27倍，线路上检测到瞬间故障电流时系统切换控制策略。

一种具有自限流保护能力的构网型储能控制方法，包括：

测量线路上的三相电流I_abc和电网侧的三相电压V_gabc；

根据电网侧的三相电压V_gabc和线路上的三相电流I_abc计算出实际的输出有功功率P_e和无功功率Q_e，根据电网侧的三相电压V_gabc计算出电网侧电压相位θ_pll；

根据实际输出有功功率P_e、有功功率给定值P_ref、实际输出无功功率Q_e、无功功率给定值Q_ref、电网侧的三相电压V_gabc和线路上的三相电流I_abc获得构网型控制策略的输出信号e_mdref、e_mqref；

根据实际电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值、给定电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值和线路上的三相电流I_abc获得跟网型控制策略的输出信号e_ldref、e_lqref；

比较线路上的三相电流I_abc有效值和限定电流I_limit的大小，并输出选择信号；

将构网型控制策略的输出信号e_mdref、e_mqref、θ和跟网型控制策略的输出信号e_ldref、e_lqref、θ_pll经选择和调制后对PWM进行控制，产生控制三相逆变器的功率管开关信号PWM，其中θ为有功-频率控制生成相角。

进一步的，将构网型控制策略的输出信号e_mdref、e_mqref、θ和跟网型控制策略的输出信号e_ldref、e_lqref、θ_pll经选择和调制后对PWM进行控制，产生控制三相逆变器的功率管开关信号PWM，具体为：

正常状态时，线路上的三相电流I_abc有效值小于限定电流I_limit，三相逆变器由构网型控制策略控制，计算出的输出的实际有功功率P_e和有功功率给定值P_ref参与构网型控制策略的有功-频率控制生成相角θ，实际无功功率Q_e和无功功率给定值Q_ref参与构网型控制策略的无功-电压控制生成电压幅值U_v，电压幅值U_v、线路上的三相电流I_abc和电网侧的三相电压V_gabc参与下一环节的电压电流内环控制生成两相旋转坐标系下的调制信号e_mdref和e_mqref，两相旋转坐标系下的调制信号e_mdref、e_mqref和生成相角θ在选择和调制模块中参与坐标变换生成调制波e_mabc；

发生三相故障时，线路上的三相电流I_abc有效值大于限定电流I_limit，三相逆变器由跟网型控制策略控制，实际电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值和给定电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值参与跟网型控制策略的电压控制生成电流给定信号i_dref和i_qref，生成的电流给定信号i_dref、i_qref和线路上的三相电流I_abc参与下一环节的电流控制生成两相旋转坐标系下的调制信号e_ldref和e_lqref，两相旋转坐标系下的调制信号e_ldref、e_lqref和PLL锁相环生成的电网侧电压相位θ_pll在选择和调制模块中参与坐标变换生成调制波e_labc；

三相故障恢复后，线路上的三相电流I_abc有效值将正常且小于限定电流I_limit，其有功-频率控制生成的相角θ和无功-电压生成的电压幅值U_v经预同步控制链跟踪电网电压振幅和相位，调整后的电压幅值U_v、线路上的三相电流I_abc和电网侧的三相电压V_gabc参与下一环节的电压电流内环控制生成两相旋转坐标系下的调制信号e_mdref和e_mqref，两相旋转坐标系下的调制信号e_mdref、e_mqref和调整后的相角θ在选择和调制模块中参与坐标变换生成调制波e_mabc；

电网侧发生三相故障会导致线路上的电流增大，电流比较模块根据线路上的电流I_abc有效值和限定电流I_limit产生选择信号送入选择和调制模块，决定控制三相逆变器的调制波。

进一步的，构网型控制与跟网型控制模式切换的条件为线路上的三相电流I_abc有效值和限定电流I_limit的大小关系，调制波根据如下范围确定：

I_rms表示线路上的三相电流I_abc有效值，I_rms小于等于I_limit时，调制波选择为e_mabc，I_rms大于I_limit时，调制波选择为e_labc。

进一步的，构网型控制策略输出调制波e_mabc通过下式计算得到：

其中，s为拉普拉斯算子，K_ω为有功-频率控制的下垂系数，J为虚拟转动惯量，D为虚拟系数，ω₀为额定角频率，K为惯性系数，K_v为无功-电压控制的下垂系数，U₀为额定电压，U_gd、U_gq分别为电网侧三相电压在两相旋转坐标系下的dq轴分量，K_pv、K_iv、K_pi、K_ii为电压电流环调节器的PI参数，C为主电路的滤波电容电容值，L为主电路滤波电感电感值，I_d、I_q为线路上的三相电流I_abc在两相旋转坐标系下的dq轴分量。

进一步的，切换为跟网型控制策略控制时，跟网型控制策略输出调制波e_labc通过下式计算得到：

其中，s为拉普拉斯算子，K_pv、K_iv、K_pi、K_ii为功率电流环调节器的PI参数，U_gd、U_gq分别为电网侧三相电压在两相旋转坐标系下的dq轴分量，I_d、I_q为线路上的三相电流I_abc在两相旋转坐标系下的dq轴分量。

本发明在正常工作时，线路上的三相电流I_abc有效值小于限定电流I_limit，三相逆变器由构网型控制策略控制。线路发生三相故障后，系统需要切换为跟网型控制策略，PLL锁相环相位的预同步保证了切换之后的相位是无缝的，且将跟网型的电流控制模块中I_dref和I_qref分别切换为电流限定值I_d0和I_q0，防止线路电流过大。切换之后电流相位相同，选取合适的PI参数可使得跟网型控制策略能够及时控制系统，且稳定过程快。三相故障恢复后，系统需要切换为构网型控制策略。构网型控制策略通过预同步控制链路调整自己的输出电压振幅U_v和相位θ，实时跟踪电网电压的振幅和相位，且将构网型的电压控制模块中U_dref和U_qref分别切换为电压限定值U_d0和U_q0，防止线路电压过大。切换之后电压相位相同，选取合适的PI参数可使得构网型控制策略能够及时控制系统，且稳定过程快。

附图说明

图1是本发明中的系统的运行流程图；

图2是本发明中的系统的结构示意图；

图3是本发明中构网型控制策略及调制波生成模块中有功-频率和无功-电压控制模块；

图4是本发明中构网型控制策略及调制波生成模块中电压电流内环控制模块；

图5是本发明中跟网型控制策略及调制波生成模块中电压电流环控制模块；

图6是本发明中电压电流控制内部切换图；

图7是本发明中控制信号的切换示意图；

图8是本发明实施例中构网型控制策略切换为跟网型控制策略时电压波形仿真结果示意图；

图9是本发明实施例中构网型控制策略切换为跟网型控制策略时电流波形仿真结果示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

如图1所示，为本发明具有自限流保护能力的构网型储能控制系统的运行流程图，其根据三项故障的发生和恢复来选择三相逆变器的控制策略。

如图2所示，主电路的左侧是并网的新能源和储能系统，经过三相逆变器和LC滤波电路后并入电网，电网后面连接着负载，并设置有三相电路故障点，所述具有自限流保护能力的构网型储能控制装置包括电流测量模块、电压测量模块、实际功率计算模块、PLL锁相环模块、构网型控制策略及调制波生成模块、跟网型控制策略及调制波生成模块、电流比较模块、选择和调制模块。

所述电流测量模块，用于测量三相逆变器和电网之间线路上的三相电流I_abc，并送入实际功率计算模块和电流比较模块；

电压测量模块，用于测量电网侧的三相电压V_gabc，并送入PLL锁相环模块、构网型控制策略及调制波生成模块和跟网型控制策略及调制波生成模块；

实际功率计算模块，用于根据电网侧的三相电压V_gabc和线路上的三相电流I_abc计算出实际的输出有功功率P_e和无功功率Q_e；

PLL锁相环模块，用于根据电网侧的三相电压V_gabc计算出电网侧电压相位θ_pll，送入跟网型控制策略及调制波生成模块；

构网型控制策略及调制波生成模块，用于根据实际输出有功功率P_e、有功功率给定值P_ref、实际输出无功功率Q_e、无功功率给定值Q_ref、电网侧的三相电压V_gabc和线路上的三相电流I_abc获得构网型控制策略的输出信号e_mdref、e_mqref；

跟网型控制策略及调制波生成模块，用于根据实际电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值、给定电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值和线路上的三相电流I_abc获得跟网型控制策略的输出信号e_ldref、e_lqref；

电流比较模块，用于比较线路上三相电流I_abc的有效值I_rms和限定电流I_limit的大小，并输出选择信号控制选择和调制模块；

选择和调制模块，用于将构网型控制策略及调制波生成模块的输出信号e_mdref、e_mqref、θ和跟网型控制策略及调制波生成模块的输出信号e_ldref、e_lqref、θ_pll经选择和调制后对PWM进行控制，产生控制三相逆变器的功率管开关信号PWM，其中θ为有功-频率控制生成相角。

本发明中的电流比较模块，利用的是电流的有效值大小来和限定电流比较，可利用一个比较模块，当线路上的三相电流I_abc有效值大于限定电流I_limit时，选择信号输出高电平，当线路上的三相电流I_abc有效值小于限定电流I_limit时，选择信号输出低电平。选择信号再输入选择和调制模块，利用选择开关，根据输入的高低电平比较关系即可确定输出的调制信号。

本发明装置的主要实施过程为：

如图2所示，在构网型储能控制系统的模式下，首先通过电流测量模块测量线路上的三相电流I_abc，以及通过电压测量模块测量电网侧的三相电压V_gabc。

如图2所示，根据测量的线路上的三相电流I_abc和电网侧的三相电压V_gabc，可以计算出实际的有功功率P_e和无功功率Q_e，然后再输入后级。

如图2所示，根据电网侧的三相电压V_gabc输入锁相环模块，可以基于现有的技术计算出电网侧电压相位θ_pll。

如图2所示，系统处于构网型系统控制时，PLL锁相环模块独立运行且一直在根据电网侧的三相电压V_gabc计算出电网侧电压相位θ_pll，并送入选择和调制模块中。

如图3所示，实际功率计算模块算出的实际有功功率P_e和无功功率Q_e分别参与构网型控制策略及调制波生成模块中的有功-频率控制和无功-电压控制，结合有功功率给定值P_ref、无功功率给定值Qref，可以分别得到相角θ和电压幅值U_v。其中，一次调频功能加入至有功功率控制回路，将端电压下垂调节(一次调压功能)加入至无功功率控制回路，以有效地支撑端电压频率与幅值。有功-频率控制模拟传统同步发电机的功频调节以及机械转子运动特性，实现了惯量特性和阻尼特性的模拟，提高了变流器对交流系统频率的支撑能力。无功-电压控制首先通过控制参考电压与实际输出电压的电压偏差值进行电压调制，调节逆变器输出失稳电压，同时引入积分环节，以保证输出的端电压与参考电压保持一致。得到的相角θ用于参与后面的选择和调制模块。

如图4所示，相角θ、电压幅值U_v、线路上的三相电流I_abc和电网侧的三相电压V_gabc参与下一环节的电压电流内环控制生成两相旋转坐标系下的调制信号e_mdref和e_mqref。内环控制中首先是电压控制，利用无功-电压控制生成的电压幅值U_v和电网侧的电压U_gabc的d轴分量参与电压环PI控制得到电流环的d轴给定值；给定q轴电压给定值为0和电网侧的电压U_gabc的q轴分量参与电压环PI控制得到电流环的q轴给定值。得到的dq轴电流给定值分别参与电流环的PI控制生成了两相旋转坐标系下的调制信号e_mdref、e_mqref，两相旋转坐标系下的调制信号e_mdref、e_mqref和生成相角θ在选择和调制模块中参与坐标变换生成调制波e_mabc。构网型控制策略输出调制波e_mabc通过下式计算得到：

其中，s为拉普拉斯算子，K_ω为有功-频率控制的下垂系数，J为虚拟转动惯量，D为虚拟系数，ω₀为额定角频率，K为惯性系数，K_v为无功-电压控制的下垂系数，U₀为额定电压，U_gd、U_gq分别为电网侧三相电压在两相旋转坐标系下的dq轴分量，K_pv、K_iv、K_pi、K_ii为电压电流环调节器的PI参数，C为主电路的滤波电容电容值，L为主电路滤波电感电感值，I_d、I_q为线路上的三相电流I_abc在两相旋转坐标系下的dq轴分量。

如图5所示，实际电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值和给定电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值参与跟网型控制策略的电压控制生成电流给定信号i_dref和i_qref。其中，实际电网侧的三相电压V_gabc的d轴分量和给定电网侧的三相电压V_gabc的d轴分量参与PI调节生成d轴的电流给定值i_dref，实际电网侧的三相电压V_gabc的q轴分量和给定电网侧的三相电压V_gabc的q分量生成q轴的电流给定值i_qref。得到的dq轴电流给定值分别参与电流环的PI控制生成了两相旋转坐标系下的调制信号e_dref、e_qref，两相旋转坐标系下的调制信号e_ldref、e_lqref和PLL锁相环生成的电网侧电压相位θ_pll在选择和调制模块中参与坐标变换生成调制波e_labc。跟网型控制策略输出调制波e_labc通过下式计算得到：

其中，s为拉普拉斯算子，K_pv、K_iv、K_pi、K_ii为功率电流环调节器的PI参数，U_gd、U_gq分别为电网侧三相电压在两相旋转坐标系下的dq轴分量，I_d、I_q为线路上的三相电流I_abc在两相旋转坐标系下的dq轴分量。

如图6所示，正常工作时，电网侧的三相电压V_gabc、线路上的三相电流I_abc和有功-频率控制生成的相角参与坐标变换生成了dq轴的电压分量和电流分量，并参与电压控制。电压控制产生的I_dref、I_qref和实际电流的dq分量参与电流控制，并生成了dq轴的两相调制信号e_mdref、e_mqref。线路发生三相故障后，会导致线路上的三相电流I_abc有效值大于限定电流I_limit，系统需要从构网型控制策略切换到跟网型控制策略，构网型控制策略控制三相逆变器时，PLL锁相环的相位预同步保证了切换之后电流相位的同步，因此，从构网型控制策略切换到跟网型控制策略过程中的相位是无缝的。并将跟网型控制策略的电流给定值I_dref和I_qref由选择信号分别切换为电流限定值I_d0和I_q0，防止切换后电流过大。由于两种控制策略都有一个共同的内部电流环，且切换前后电流相位相同，选取合适的PI参数就可以保证系统切换后电网电压电流波动小稳定快。三相故障恢复后，线路上的三相电流I_abc有效值将正常且小于限定电流I_limit，系统需要从跟网型控制策略切回构网型控制策略，构网型控制策略通过预同步控制链路调整自己的输出电压振幅U_v和相位θ，以实时跟踪电网电压的振幅和相位，实现跟网型控制策略和构网型控制策略之间的参考电流相位同步。并将构网型控制策略的电压给定值U_dref和U_qref由选择信号分别切换为电压限定值U_d0和U_q0，防止切换后电压过大。上述过程给定了电压限定值，改变了电压控制指令和电流控制指令，且同步了切换前后的电压相位，选取合适的PI参数就可以保证系统切换后电网电压电流波动小稳定快。

如图7所示，线路上的三相电流I_abc有效值和限定电流I_limit比较，若线路上的三相电流I_abc有效值小于限定电流I_limit，则系统处于构网型策略控制。当电网侧发生三项故障，线路上的三相电流I_abc有效值增大且大于限定电流I_limit时，电流比较模块发出选择信号输入选择和调制模块，改变PWM的调制信号，从而改变系统的控制方式。构网型控制与跟网型控制模式切换的条件为线路上的三相电流I_abc有效值和限定电流I_limit的大小关系，调制波可根据如下范围确定：

I_rms表示线路上的三相电流I_abc有效值，I_rms小于等于I_limit时，调制波选择为e_mabc，I_rms大于I_limit时，调制波选择为e_labc；

如图8所示，电网侧发生三相故障时，线路上的三相电流I_abc有效值瞬间增大且大于限定电流I_limit，三相逆变器由构网型控制策略立刻切换为跟网型控制策略，切换过程电流的波形有很短时间的小扰动，随后转为了稳定的输出电流波形。

如图9所示，电网侧发生三相故障时，三相逆变器由构网型控制策略立刻切换为跟网型控制策略的电压波形图，切换过程电压的波形有很短时间的小扰动，随后转为了稳定的输出电压波形。

根据以上的电压电流切换前后的仿真波形，验证了此种构网型控制策略具有自限流保护能力，并且在控制策略的切换过程中，电压电流波动时间短稳定速度快，保证了线路电流有效值大于限定电流时控制系统切换的快速性、可靠性和稳定性。

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。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有自限流保护能力的构网型储能控制系统，其特征在于，包括：

电流测量模块，用于测量三相逆变器和电网之间线路上的三相电流I_abc，并送入实际功率计算模块和电流比较模块；

电压测量模块，用于测量电网侧的三相电压V_gabc，并送入PLL锁相环模块、构网型控制策略及调制波生成模块和跟网型控制策略及调制波生成模块；

实际功率计算模块，用于根据电网侧的三相电压V_gabc和线路上的三相电流I_abc计算出实际的输出有功功率P_e和无功功率Q_e；

PLL锁相环模块，用于根据电网侧的三相电压V_gabc计算出电网侧电压相位θ_pll，送入跟网型控制策略及调制波生成模块；

构网型控制策略及调制波生成模块，用于根据实际输出有功功率P_e、有功功率给定值P_ref、实际输出无功功率Q_e、无功功率给定值Q_ref、电网侧的三相电压V_gabc和线路上的三相电流I_abc获得构网型控制策略的输出信号e_mdref、e_mqref；

跟网型控制策略及调制波生成模块，用于根据实际电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值、给定电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值和线路上的三相电流I_abc获得跟网型控制策略的输出信号e_ldref、e_lqref；

电流比较模块，用于比较线路上三相电流I_abc的有效值I_rms和限定电流I_limit的大小，并输出选择信号控制选择和调制模块；

选择和调制模块，用于将构网型控制策略的输出信号e_mdref、e_mqref、θ和跟网型控制策略的输出信号e_ldref、e_lqref、θ_pll经选择和调制后对PWM进行控制，产生控制三相逆变器的功率管开关信号PWM，其中θ为有功-频率控制生成相角。

2.根据权利要求1所述的一种具有自限流保护能力的构网型储能控制系统，其特征在于，系统正常状态时，线路上的三相电流I_abc有效值小于限定电流I_limit，电流比较模块给出选择信号选择构网型输出的信号e_mdref、e_mqref、θ，三相逆变器由构网型控制策略控制；三相逆变器由构网型控制策略控制时，PLL锁相环依旧在跟踪电网侧的电压相位θ_pll，保证切换过程相角的稳定性；线路上发生三相故障，线路上的三相电流I_abc有效值大于限定电流I_limit时，电流比较模块给出选择信号选择跟网型控制策略的信号e_ldref、e_lqref、θ_pll，三相逆变器由跟网型控制策略控制；三相故障恢复后，线路上的三相电流I_abc有效值小于限定电流I_limit，三相逆变器又转为构网型控制策略。

3.根据权利要求1所述的一种具有自限流保护能力的构网型储能控制系统，其特征在于，设定限定电流I_limit为三相电流I_abc有效值的1.27倍，线路上检测到瞬间故障电流时系统切换控制策略。

4.一种具有自限流保护能力的构网型储能控制方法，其特征在于，包括：

测量线路上的三相电流I_abc和电网侧的三相电压V_gabc；

根据电网侧的三相电压V_gabc和线路上的三相电流I_abc计算出实际的输出有功功率P_e和无功功率Q_e，根据电网侧的三相电压V_gabc计算出电网侧电压相位θ_pll；

根据实际输出有功功率P_e、有功功率给定值P_ref、实际输出无功功率Q_e、无功功率给定值Q_ref、电网侧的三相电压V_gabc和线路上的三相电流I_abc获得构网型控制策略的输出信号e_mdref、e_mqref；

根据实际电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值、给定电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值和线路上的三相电流I_abc获得跟网型控制策略的输出信号e_ldref、e_lqref；

比较线路上的三相电流I_abc有效值和限定电流I_limit的大小，并输出选择信号；

将构网型控制策略的输出信号e_mdref、e_mqref、θ和跟网型控制策略的输出信号e_ldref、e_lqref、θ_pll经选择和调制后对PWM进行控制，产生控制三相逆变器的功率管开关信号PWM，其中θ为有功-频率控制生成相角。

5.如权利要求4所述的一种具有自限流保护能力的构网型储能控制方法，其特征在于，将构网型控制策略的输出信号e_mdref、e_mqref、θ和跟网型控制策略的输出信号e_ldref、e_lqref、θ_pll经选择和调制后对PWM进行控制，产生控制三相逆变器的功率管开关信号PWM，具体为：

正常状态时，线路上的三相电流I_abc有效值小于限定电流I_limit，三相逆变器由构网型控制策略控制，计算出的输出的实际有功功率P_e和有功功率给定值P_ref参与构网型控制策略的有功-频率控制生成相角θ，实际无功功率Q_e和无功功率给定值Q_ref参与构网型控制策略的无功-电压控制生成电压幅值U_v，电压幅值U_v、线路上的三相电流I_abc和电网侧的三相电压V_gabc参与下一环节的电压电流内环控制生成两相旋转坐标系下的调制信号e_mdref和e_mqref，两相旋转坐标系下的调制信号e_mdref、e_mqref和生成相角θ在选择和调制模块中参与坐标变换生成调制波e_mabc；

发生三相故障时，线路上的三相电流I_abc有效值大于限定电流I_limit，三相逆变器由跟网型控制策略控制，实际电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值和给定电网侧的三相电压V_gabc的dq分量值参与跟网型控制策略的电压控制生成电流给定信号i_dref和i_qref，生成的电流给定信号i_dref、i_qref和线路上的三相电流I_abc参与下一环节的电流控制生成两相旋转坐标系下的调制信号e_ldref和e_lqref，两相旋转坐标系下的调制信号e_ldref、e_lqref和PLL锁相环生成的电网侧电压相位θ_pll在选择和调制模块中参与坐标变换生成调制波e_labc；

三相故障恢复后，线路上的三相电流I_abc有效值将正常且小于限定电流I_limit，其有功-频率控制生成的相角θ和无功-电压生成的电压幅值U_v经预同步控制链跟踪电网电压振幅和相位，调整后的电压幅值U_v、线路上的三相电流I_abc和电网侧的三相电压V_gabc参与下一环节的电压电流内环控制生成两相旋转坐标系下的调制信号e_mdref和e_mqref，两相旋转坐标系下的调制信号e_mdref、e_mqref和调整后的相角θ在选择和调制模块中参与坐标变换生成调制波e_mabc；

电网侧发生三相故障会导致线路上的电流增大，电流比较模块根据线路上的电流I_abc有效值和限定电流I_limit产生选择信号送入选择和调制模块，决定控制三相逆变器的调制波。

6.根据权利5所述的一种具有自限流保护能力的构网型储能控制方法，其特征在于，构网型控制与跟网型控制模式切换的条件为线路上的三相电流I_abc有效值和限定电流I_limit的大小关系，调制波根据如下范围确定：

I_rms表示线路上的三相电流I_abc有效值，I_rms小于等于I_limit时，调制波选择为e_mabc，I_rms大于I_limit时，调制波选择为e_labc。

7.根据权利5所述的一种具有自限流保护能力的构网型储能控制方法，其特征在于，构网型控制策略输出调制波e_mabc通过下式计算得到：

其中，s为拉普拉斯算子，K_ω为有功-频率控制的下垂系数，J为虚拟转动惯量，D为虚拟系数，ω₀为额定角频率，K为惯性系数，K_v为无功-电压控制的下垂系数，U₀为额定电压，U_gd、U_gq分别为电网侧三相电压在两相旋转坐标系下的dq轴分量，K_pv、K_iv、K_pi、K_ii为电压电流环调节器的PI参数，C为主电路的滤波电容电容值，L为主电路滤波电感电感值，I_d、I_q为线路上的三相电流I_abc在两相旋转坐标系下的dq轴分量。

8.根据权利要求5所述的一种具有自限流保护能力的构网型储能控制方法，其特征在于，切换为跟网型控制策略控制时，跟网型控制策略输出调制波e_labc通过下式计算得到：

其中，s为拉普拉斯算子，K_pv、K_iv、K_pi、K_ii为功率电流环调节器的PI参数，U_gd、U_gq分别为电网侧三相电压在两相旋转坐标系下的dq轴分量，I_d、I_q为线路上的三相电流I_abc在两相旋转坐标系下的dq轴分量。

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