CN115632437B - 一种光伏并网系统模式切换控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光伏并网系统模式切换控制方法及装置，方法包括：从对称电流控制切换至非对称电流控制时，闭合切换开关，将三相电流转换为dq0坐标系下的电流，并控制该电流降低至零时，将各单相的电流分别转换为dq坐标系下的电流；根据dq坐标系下的电流做电流环控制，获得第一控制信号；根据第一控制信号控制逆变器；从非对称电流切换至对称电流时，控制逆变器各单相的电流降低至零时，将三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制0轴电流降低至零时，断开切换开关，根据d轴电流和q轴电流做电流环控制，获得第二控制信号；根据第二控制信号控制逆变器。本发明实现了光伏并网系统在对称电流控制模式和非对称电流控制模式之间的切换。

Description

一种光伏并网系统模式切换控制方法及装置

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体而言，涉及一种光伏并网系统模式切换控制方法及装置。

背景技术

如图1所示，光伏并网系统通常包括光伏发电装置PV、DC/DC装置和逆变器，光伏发电装置的输出端通过DC/DC装置连接至逆变器的输入端，逆变器的输出端连接至电网Grid，其中，光伏并网系统包括对称电流控制模式和非对称电流控制模式。

目前，光伏并网系统一般采用图1所示的三相三线制系统，逆变器为三电平电路，通过对称电流控制模式进行控制，向电网输出对称电流，其中，对称电流控制模式通常采用三相三线制控制方法，例如传统的dq控制方法。

随着光储一体化技术的发展，非对称电流控制模式的需求越来越多，例如光伏发电自发自用场景中，用户希望负载的能量完全由光伏发电装置提供，减少与电网之间的交互，其中三相负载不一致时，逆变器输出的三相电流不对称。并且，光伏并网系统在不同的应用场景可能需要采用不同的控制模式，导致需要在对称电流控制模式和非对称电流控制模式之间进行切换。

然而，传统的三相三线制控制方法无法适用非对称电流控制模式，也无法实现光伏并网系统在不同控制模式之间的切换。

发明内容

本发明解决的问题是如何实现光伏并网系统的非对称电流控制模式，以及光伏并网系统在对称电流控制模式和非对称电流控制模式之间的切换。

为解决上述问题，本发明提供一种光伏并网系统模式切换控制方法及装置。

第一方面，本发明提供了一种光伏并网系统模式切换控制方法，应用于光伏并网系统，所述光伏并网系统中逆变器的零线端通过切换开关连接至电网的零线，所述控制方法包括：

当所述光伏并网系统从对称电流控制模式切换至非对称电流控制模式时，控制所述切换开关闭合，待所述切换开关闭合后，获取所述逆变器输出的三相电流，通过坐标变换将所述三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制所述dq0坐标系下的电流降低；当所述dq0坐标系下的电流降低至零时，通过坐标变换将各单相的电流分别转换为dq坐标系下的电流；根据所述dq坐标系下的电流和电流指令值的差值做电流环控制，获得各单相的第一目标电压；对所述第一目标电压进行坐标转换和调制，得到第一控制信号；根据所述第一控制信号控制所述逆变器的各单相电路；

当所述光伏并网系统从非对称电流控制模式切换至对称电流控制模式时，首先控制所述逆变器各单相的电流降低，当各单相的电流降低至零时，通过坐标变换将所述逆变器的三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制所述dq0坐标系下的电流降低，所述dq0坐标系下的电流包括d轴电流、q轴电流和0轴电流；当所述0轴电流降低至零时，控制所述切换开关断开，根据所述d轴电流、所述q轴电流和电流指令值做电流环控制，获得第二目标电压；对所述第二目标电压进行坐标转换和调制，得到第二控制信号；根据所述第二控制信号控制所述逆变器。

可选地，所述控制所述dq0坐标系下的电流降低包括：

将所述电流指令值设置为零，确定所述dq0坐标系下的电流与对应的电流指令值之间的差值；

根据所述dq0坐标系下的电流与对应的所述电流指令值之间的差值做电流环控制，控制所述dq0坐标系下的电流降低；

当所述dq0坐标系下的电流降低至零时，记录所述电流环控制中模式切换前的控制器积分值和电网电压前馈值。

可选地，所述根据所述dq坐标系下的电流和电流指令值的差值做电流环控制，获得各单相的第一目标电压包括：

对于任意一相电路，确定该相电路在所述dq坐标系下的电流和对应的所述电流指令值的差值；

对所述dq坐标系下的电流和对应的所述电流指令值的差值做比例积分调节，获得中间电压；

通过坐标变换将该相电路对应的电网电压换为dq坐标系下的电压，将所述dq坐标系下的电压作为前馈值，与所述中间电压相加，获得该相电路的所述第一目标电压。

可选地，所述根据所述dq坐标系下的电流和电流指令值的差值做电流环控制，获得各单相的第一目标电压还包括：

在切换后的第一个开关周期内，所述比例积分调节控制器的积分值和所述前馈值采用模式切换前的控制器积分值和电网电压前馈值，对应的所述电流指令值设为零。

可选地，所述控制所述逆变器各单相的电流降低包括：

对于任一单相电路，通过坐标变换将该单相电路的电流转换为所述单相电路在dq坐标系下的电流；

根据所述单相电路在dq坐标系下的电流与预设电流指令值之间的差值做电流环控制，控制所述单相电路在dq坐标系下的电流降低，其中，所述预设电流指令值为零；

当所述单相电路在dq坐标系下的电流降低至0时，记录模式切换前电流环控制中的控制器积分值和电网电压前馈值。

可选地，当所述光伏并网系统从非对称电流控制模式切换至对称电流控制模式时，所述控制所述dq0坐标系下的电流降低还包括：

在控制所述dq0坐标系下的电流降低的第一个开关周期内，所述电流环控制的控制器积分值和前馈值采用所述模式切换前电流环控制中的控制器积分值和电网电压前馈值，且对应的所述电流指令值设为零。

可选地，所述根据所述d轴电流、所述q轴电流和电流指令值做电流环控制，获得第二目标电压包括：

确定所述d轴电流与对应的所述电流指令值之间的差值，以及所述q轴电流与对应的所述电流指令值之间的差值；

对所述d轴电流与对应的所述电流指令值之间的差值做比例积分调节，获得d轴中间电压；对所述q轴电流与对应的所述电流指令值之间的差值做比例积分调节，获得q轴中间电压；

通过坐标变换将电网三相电压转换为d轴电压分量和q轴电压分量，将所述d轴电压分量与所述d轴中间电压相加，得到d轴电压值；将所述q轴电压分量与所述q轴中间电压相加，得到q轴电压值；

对所述d轴电压值和所述q轴电压值进行dq/abc坐标转换，获得所述第二目标电压。

可选地，所述切换开关断开时，所述光伏并网系统为三相三线制系统；所述切换开关闭合时，所述光伏并网系统为三相四线制系统。

可选地，所述切换开关包括双向晶闸管、接触器和双向IGBT中的至少一者。

第二方面，本发明提供了一种光伏并网系统模式切换控制装置，包括：

第一电路切换模块，用于当所述光伏并网系统从对称电流控制模式切换至非对称电流控制模式时，控制所述切换开关闭合；

第一坐标变换模块，用于待所述切换开关闭合后，获取逆变器输出的三相电流，通过坐标变换将所述三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制所述dq0坐标系下的电流降低；当所述dq0坐标系下的电流降低至零时，通过坐标变换将各单相的电流分别转换为dq坐标系下的电流；

第一控制模块，用于根据所述dq坐标系下的电流和电流指令值的差值做电流环控制，获得各单相的第一目标电压；对所述第一目标电压进行坐标转换和调制，得到第一控制信号；根据所述第一控制信号控制所述逆变器的各单相电路；

第二坐标变换模块，用于当所述光伏并网系统从非对称电流控制模式切换至对称电流控制模式时，首先控制所述逆变器各单相的电流降低，当各单相的电流降低至零时，通过坐标变换将所述逆变器的三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制所述dq0坐标系下的电流降低，所述dq0坐标系下的电流包括d轴电流、q轴电流和0轴电流；

第二电路切换模块，用于当所述0轴电流降低至零时，控制所述切换开关断开；

第二控制模块，用于根据所述d轴电流、所述q轴电流和电流指令值做电流环控制，获得第二目标电压；对所述第二目标电压进行坐标转换和调制，得到第二控制信号；根据所述第二控制信号控制所述逆变器。

本发明的光伏并网系统模式切换控制方法及装置的有益效果是：通过切换开关连接逆变器的零线端和电网的零线，当切换开关断开时，光伏并网系统为三相三线制系统；当切换开关闭合时，光伏并网系统为三相四线制系统。通过控制切换开关的开断，就可实现光伏并网系统不同电路结构的切换。

当光伏并网系统从对称电流控制模式切换至非对称电流控制模式时，闭合切换开关，通过坐标变换将三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制dq0坐标系下的电流降低至零，再进行模式切换，能够降低模式切换过程中的电流冲击，提高模式切换的平稳性。非对称电流控制模式中实质为对三个单相电路分别进行控制，通过坐标变换将各单相的电流分别转换为dq坐标系下的电流，通过电流环控制输出控制信号以分别控制各单相电路，实现光伏并网系统从对称电流控制模式到非对称电流控制模式的切换，同时实现了光伏并网系统的非对称电流控制模式。

当光伏并网系统从非对称电流控制模式切换至对称电流控制模式时，控制逆变器各单相的电流降低至零，然后转换成dq0控制，当0轴电流降低至零时，控制切换开关断开，切换至三相三线制系统，能够有效降低模式切换过程中的电流冲击，提高切换平稳性。切换至三相三线制系统后，以对称电流控制模式进行控制，实现了光伏并网系统从非对称电流控制模式到对称电流控制模式的切换。

附图说明

图1为现有技术中光伏并网系统在对称电流控制模式下的控制框图；

图2为本发明实施例的光伏并网系统的电路结构示意图；

图3为本发明实施例的光伏并网系统从对称电流控制模式切换至非对称电流控制模式时控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例的光伏并网系统从非对称电流控制模式切换至对称电流控制模式时控制方法的流程示意图；

图5为本发明实施例的状态1对应的光伏并网系统的控制框图；

图6为本发明实施例的状态2对应的光伏并网系统的控制框图；

图7为本发明实施例的状态3对应的光伏并网系统的控制框图；

图8为本发明实施例的状态4对应的光伏并网系统的控制框图；

图9为本发明实施例的状态5对应的光伏并网系统的控制框图；

图10为本发明实施例的状态6对应的光伏并网系统的控制框图；

图11为本发明另一实施例的一种光伏并网系统模式切换控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”；术语“可选地”表示“可选的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

如图2所示，本发明实施例提供的一种光伏并网系统模式切换控制方法，应用于光伏并网系统，所述光伏并网系统中逆变器的零线端通过切换开关连接至电网的零线。

具体地，在逆变器与电网之间的零线上设置切换开关S _g ，切换开关S _g 断开时，光伏并网系统为三相三线制系统；切换开关S _g 闭合时，光伏并网系统为三相四线制系统。切换开关S _g 可包括双向晶闸管、接触器和双向IGBT等中的至少一者。

如图3和图4所示，所述控制方法包括：

步骤S110，当所述光伏并网系统从对称电流控制模式切换至非对称电流控制模式时，控制所述切换开关闭合。

具体地，控制切换开关S _g 闭合，使得光伏并网系统切换至三相四线制系统。

状态1：假设状态1对应光伏并网系统采用对称电流控制模式，此时光伏并网系统为三相三线制系统，三相电流对称控制，切换开关S _g 为打开状态。此状态下，光伏并网系统可采用传统的dq控制方法进行控制，控制框图如图5所示，将三相电流i _a 、i _b 、i _c 转为dq坐标系下的i _d 、i _q ，与电流指令值I _d ^* 、I _q ^* 比较后进入电流环，电网电压v _ga 、v _gb 、v _gc 用于锁相，同时电网电压做dq变换后在电流环中进行前馈。

步骤S120，待所述切换开关闭合后，获取所述逆变器输出的三相电流，通过坐标变换将所述三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制所述dq0坐标系下的电流降低；当所述dq0坐标系下的电流降低至零时，通过坐标变换将各单相的电流分别转换为dq坐标系下的电流。

具体地，dq0坐标系下的电流包括d轴电流、q轴电流和0轴电流，分别控制d轴电流、q轴电流和0轴电流降低至零。

状态2：当系统需要由对称输出电流控制切换到非对称电流控制，发控制信号到切换开关S _g ，使切换开关S _g 闭合。当切换开关S _g 闭合后，为防止控制环路的突变造成电流冲击，控制先转为一种临时的过渡控制方式（即状态2），其控制框图如图6所示。与状态1的控制过程相比，d轴和q轴不变，加入零轴，控制零轴电流。控制零序电流为零，可以使光伏并网系统从三相三线制系统过渡到三相四线制系统，减小切换过程中的电流冲击。其中，零轴电流的反馈可以通过i _a 、i _b 、i _c 电流计算得来，也可以直接通过传感器测量得到。同时，将d轴和q轴的电流指令值I _d ^* 、I _q ^* 设定为零，当I _d 和I _q 电流都降为零后，进入下一个状态。

步骤S130，根据所述dq坐标系下的电流和电流指令值的差值做电流环控制，获得各单相的第一目标电压；对所述第一目标电压进行坐标转换和调制，得到第一控制信号；根据所述第一控制信号控制所述逆变器的各单相电路。

状态3：对称输出电流控制切换到非对称电流控制，非对称电流控制框图如图7所示。控制过程实质为三个单相的控制，以A相为例，根据电流i _a 构造αβ坐标系下的电流i _α 和i _β ，做αβ坐标系到dq坐标系的坐标变换，在dq轴上对A相电流进行控制。电网电压v _ga 构造v _gα 和v _gβ ，做αβ坐标系到dq坐标系的坐标变换，做dq轴上电网前馈。B、C二相采用同样的控制方法。

步骤S210，当所述光伏并网系统从非对称电流控制模式切换至对称电流控制模式时，首先控制所述逆变器各单相的电流降低，当各单相的电流降低至零时，通过坐标变换将所述逆变器的三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制所述dq0坐标系下的电流降低，所述dq0坐标系下的电流包括d轴电流、q轴电流和0轴电流。

状态4：系统处于非对称电流控制，控制框图如图8所示，实质为三个单相的控制。当接收到切换指令后，每相的电流指令均设置为零，将三相电流降为零后，进入下一个状态。

状态5：系统需要由非对称输出电流切换到对称电流控制，新的控制过程采用dq0控制，控制框图如图9所示，将三相电流i _a 、i _b 、i _c 转为dq0坐标系下的i _d 、i _q 、i ₀ ，与对应的电流指令值比较做电流环，电网电压v _ga 、v _gb 、v _gc 锁相，同时电网电压做前馈。

步骤S220，当所述0轴电流降低至零时，控制所述切换开关断开。

步骤S230，根据所述d轴电流、所述q轴电流和电流指令值做电流环控制，获得第二目标电压；对所述第二目标电压进行坐标转换和调制，得到第二控制信号；根据所述第二控制信号控制所述逆变器。

状态6:当零轴电流为零后，给切换开关S _g 断开指令。待切换开关S _g 断开后，三相采用dq控制，0轴不再控制，控制过程如图10所示。将三相电流i _a 、i _b 、i _c 转为i _d 、i _q ，与对应的电流指令值比较做电流环，电网电压v _ga 、v _gb 、v _gc 锁相，同时电网电压做电流环前馈。光伏并网系统切换为三线制运行，三相电流对称控制。

本实施例中，通过切换开关连接逆变器的零线端和电网的零线，当切换开关断开时，光伏并网系统为三相三线制系统；当切换开关闭合时，光伏并网系统为三相四线制系统。通过控制切换开关的开断，就可实现光伏并网系统不同电路结构的切换。

当光伏并网系统从对称电流控制模式切换至非对称电流控制模式时，闭合切换开关，通过坐标变换将三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制dq0坐标系下的电流降低至零，再进行模式切换，能够降低模式切换过程中的电流冲击，提高模式切换的平稳性。非对称电流控制模式中实质为对三个单相电路分别进行控制，通过坐标变换将各单相的电流分别转换为dq坐标系下的电流，通过电流环控制输出控制信号以分别控制各单相电路，实现光伏并网系统从对称电流控制模式到非对称电流控制模式的切换，同时实现了光伏并网系统的非对称电流控制模式。

当光伏并网系统从非对称电流控制模式切换至对称电流控制模式时，控制逆变器各单相的电流降低至零，然后转换成dq0控制，当0轴电流降低至零时，控制切换开关断开，切换至三相三线制系统，能够有效降低模式切换过程中的电流冲击，提高切换平稳性。切换至三相三线制系统后，以对称电流控制模式进行控制，实现了光伏并网系统从非对称电流控制模式到对称电流控制模式的切换。

可选地，所述控制所述dq0坐标系下的电流降低包括：

将所述电流指令值设置为零，确定所述dq0坐标系下的电流与对应的电流指令值之间的差值。

具体地，如图6所示，状态2中，通过abc-dq0坐标转换将三相电流i _a 、i _b 、i _c 转为dq0坐标系下的i _d 、i _q 和i ₀ ，将电网电压v _ga 、v _gb 、v _gc 输入锁相环，其输出用于锁相。将d轴电流指令值I _d ^* 、q轴电流指令值I _q ^* 和零轴电流指令值分别设为零，确定dq0坐标系下的电流i _d 、i _q 和i ₀ 与对应的电流指令值之间的差值。

根据所述dq0坐标系下的电流与对应的所述电流指令值之间的差值做电流环控制，控制所述dq0坐标系下的电流降低。

具体地，分别根据i _d 、i _q 和i ₀ 与对应的电流指令值之间的差值做PI（比例积分）调节，同时通过abc-dq0坐标转换将电网电压v _ga 、v _gb 、v _gc 转换为dq0坐标系下的v _g0 、v _gq 、v _gd ，将v _g0 、v _gq 、v _gd 作为前馈值与PI调节得到的电压相加，得到目标电压。对目标电压进行dq0-abc坐标转换，再通过调制得到逆变器的控制信号，根据控制信号控制逆变器。重复上述控制过程，直至i _d 、i _q 和i ₀ 降低至零。

当所述dq0坐标系下的电流降低至零时，记录所述电流环控制中模式切换前的控制器积分值和电网电压前馈值。

具体地，当i _d 、i _q 和i ₀ 降低至零时，记录状态2中PI调节的控制器积分值和电网电压前馈值。

本可选的实施例中，将光伏并网系统从对称电流控制模式切换至非对称电流控制模式时，先切换为状态2的过渡控制模式，在过渡控制模式中控制零序电流为零，再进行切换至非对称电流控制模式，能够降低模式切换过程中的电流冲击。

可选地，所述根据所述dq坐标系下的电流和电流指令值的差值做电流环控制，获得各单相的第一目标电压包括：

对于任意一相电路，确定该相电路在所述dq坐标系下的电流和对应的所述电流指令值的差值。

示例性地，如图7所示，以A相为例，首先根据其电流i _a 构造αβ坐标系下的电流i _α 和i _β ，再做αβ坐标系到dq坐标系的坐标变换，得到dq坐标系下的电流i _d 、i _q ，确定i _d 、i _q 与对应的电流指令值I _da ^* 、I _qa ^* 之间的差值。

对所述dq坐标系下的电流和对应的所述电流指令值的差值做比例积分调节，获得中间电压。

示例性地，根据i _d 与电流指令值I _da ^* 之间的差值、i _q 与电流指令值I _qa ^* 之间的差值分别做PI调节，获得中间电压q轴分量和中间电压d轴分量。

通过坐标变换将该相电路对应的电网电压换为dq坐标系下的电压，将所述dq坐标系下的电压作为前馈值，与所述中间电压相加，获得该相电路的所述第一目标电压。

示例性地，通过abc-αβ将A相电路对应的电网电压v _ga 转换为v _gα 和v _gβ ，再通过αβ-dq坐标变换将v _gα 和v _gβ 转换为v _gd 和v _gq ，将v _gd 和v _gq 作为前馈值分别与中间电压q轴分量和中间电压d轴分量相加，经过dq0/abc坐标转换，得到第一目标电压。

可选地，所述根据所述dq坐标系下的电流和电流指令值的差值做电流环控制，获得各单相的第一目标电压还包括：

在切换后的第一个开关周期内，所述比例积分调节控制器的积分值和所述前馈值采用模式切换前的控制器积分值和电网电压前馈值，对应的所述电流指令值设为零。

本可选的实施例中，切换至非对称电流控制模式的第一个开关周期内，电流环控制采用模式切换前的积分值和前馈值，且将电流指令值设为零，模式切换完成后，电流指令值再恢复为预设值，能够保证状态2到状态3的平稳过渡，降低切换过程中的电流冲击，提高模式切换的平稳性。

可选地，所述控制所述逆变器各单相的电流降低包括：

对于任一单相电路，通过坐标变换将该单相电路的电流转换为所述单相电路在dq坐标系下的电流；

根据所述单相电路在dq坐标系下的电流与预设电流指令值之间的差值做电流环控制，控制所述单相电路在dq坐标系下的电流降低，其中，所述预设电流指令值为零；

当所述单相电路在dq坐标系下的电流降低至0时，记录模式切换前电流环控制中的控制器积分值和电网电压前馈值。

具体地，将单相电路的电流指令值设为零，通过电流环控制将单相电路的电流降低至零，具体控制过程与上述获得各单相的第一目标电压的控制过程相同，在此不再赘述。

可选地，当所述光伏并网系统从非对称电流控制模式切换至对称电流控制模式时，所述控制所述dq0坐标系下的电流降低还包括：

在控制所述dq0坐标系下的电流降低的第一个开关周期内，所述电流环控制的控制器积分值和前馈值采用所述模式切换前电流环控制中的控制器积分值和电网电压前馈值，且对应的所述电流指令值设为零。

本可选的实施例中，为保证状态4到状态5的平稳过渡，可将切换前A相d轴和q轴电流环控制器的积分值和电网前馈值记录下来，并在第一个开关周期将该值赋值给状态5的控制环路。并且，将状态5刚开始d轴、q轴、0轴电流指令值均设置为零，这样可以有效地降低切换过程的电流冲击，提高模式切换的平稳性。

可选地，所述根据所述d轴电流、所述q轴电流和电流指令值做电流环控制，获得第二目标电压包括：

确定所述d轴电流与对应的所述电流指令值之间的差值，以及所述q轴电流与对应的所述电流指令值之间的差值。

具体地，确定d轴电流i _d 与电流指令值I _d ^* 之间的差值，q轴电流i _q 与电流指令值I _q ^* 之间的差值。

对所述d轴电流与对应的所述电流指令值之间的差值做比例积分调节，获得d轴中间电压；对所述q轴电流与对应的所述电流指令值之间的差值做比例积分调节，获得q轴中间电压。

具体地，对d轴电流i _d 与电流指令值I _d ^* 之间的差值做PI调节，得到d轴中间电压；对q轴电流i _q 与电流指令值I _q ^* 之间的差值做PI调节，得到q轴中间电压。

通过坐标变换将电网三相电压转换为d轴电压分量和q轴电压分量，将所述d轴电压分量与所述d轴中间电压相加，得到d轴电压值；将所述q轴电压分量与所述q轴中间电压相加，得到q轴电压值。

具体地，通过abc-dq坐标变换将电网电压v _ga 、v _gb 、v _gc 转换v _gq 、v _gd ，将v _gd 与d轴中间电压相加，得到d轴电压值；将v _gq 与q轴中间电压相加，得到q轴电压值。

对所述d轴电压值和所述q轴电压值进行dq/abc坐标转换，获得所述第二目标电压。

具体地，对d轴电压值和q轴电压值进行dq/abc坐标转换，得到第二目标电压，dq/abc坐标转换的具体过程为现有技术，在此不再赘述。

如图11所示，本发明另一实施例提供的一种光伏并网系统模式切换控制装置，包括：

第一电路切换模块，用于当所述光伏并网系统从对称电流控制模式切换至非对称电流控制模式时，控制所述切换开关闭合；

第一坐标变换模块，用于待所述切换开关闭合后，获取逆变器输出的三相电流，通过坐标变换将所述三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制所述dq0坐标系下的电流降低；当所述dq0坐标系下的电流降低至零时，通过坐标变换将各单相的电流分别转换为dq坐标系下的电流；

第一控制模块，用于根据所述dq坐标系下的电流和电流指令值的差值做电流环控制，获得各单相的第一目标电压；对所述第一目标电压进行坐标转换和调制，得到第一控制信号；根据所述第一控制信号控制所述逆变器的各单相电路；

第二坐标变换模块，用于当所述光伏并网系统从非对称电流控制模式切换至对称电流控制模式时，首先控制所述逆变器各单相的电流降低，当各单相的电流降低至零时，通过坐标变换将所述逆变器的三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制所述dq0坐标系下的电流降低，所述dq0坐标系下的电流包括d轴电流、q轴电流和0轴电流；

第二电路切换模块，用于当所述0轴电流降低至零时，控制所述切换开关断开；

第二控制模块，用于根据所述d轴电流、所述q轴电流和电流指令值做电流环控制，获得第二目标电压；对所述第二目标电压进行坐标转换和调制，得到第二控制信号；根据所述第二控制信号控制所述逆变器。

本实施例的光伏并网系统模式切换控制装置用于实现如上所述的光伏并网系统模式切换控制方法，其相对于现有技术的优势与上述光伏并网系统模式切换控制方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。在本申请中，所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光伏并网系统模式切换控制方法，其特征在于，应用于光伏并网系统，所述光伏并网系统中逆变器的零线端通过切换开关连接至电网的零线，所述光伏并网系统模式切换控制方法包括：

当所述光伏并网系统从对称电流控制模式切换至非对称电流控制模式时，控制所述切换开关闭合，待所述切换开关闭合后，获取所述逆变器输出的三相电流，通过坐标变换将所述三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制所述dq0坐标系下的电流降低；当所述dq0坐标系下的电流降低至零时，通过坐标变换将各单相的电流分别转换为dq坐标系下的电流；根据所述dq坐标系下的电流和电流指令值的差值做电流环控制，获得各单相的第一目标电压；对所述第一目标电压进行坐标转换和调制，得到第一控制信号；根据所述第一控制信号控制所述逆变器的各单相电路；

当所述光伏并网系统从非对称电流控制模式切换至对称电流控制模式时，首先控制所述逆变器各单相的电流降低，当各单相的电流降低至零时，通过坐标变换将所述逆变器的三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制所述dq0坐标系下的电流降低，所述dq0坐标系下的电流包括d轴电流、q轴电流和0轴电流；当所述0轴电流降低至零时，控制所述切换开关断开，根据所述d轴电流、所述q轴电流和电流指令值做电流环控制，获得第二目标电压；对所述第二目标电压进行坐标转换和调制，得到第二控制信号；根据所述第二控制信号控制所述逆变器。

2.根据权利要求1所述的光伏并网系统模式切换控制方法，其特征在于，所述控制所述dq0坐标系下的电流降低包括：

将所述电流指令值设置为零，确定所述dq0坐标系下的电流与对应的电流指令值之间的差值；

根据所述dq0坐标系下的电流与对应的所述电流指令值之间的差值做电流环控制，控制所述dq0坐标系下的电流降低；

当所述dq0坐标系下的电流降低至零时，记录所述电流环控制中模式切换前的控制器积分值和电网电压前馈值。

3.根据权利要求2所述的光伏并网系统模式切换控制方法，其特征在于，所述根据所述dq坐标系下的电流和电流指令值的差值做电流环控制，获得各单相的第一目标电压包括：

对于任意一相电路，确定该相电路在所述dq坐标系下的电流和对应的所述电流指令值的差值；

对所述dq坐标系下的电流和对应的所述电流指令值的差值做比例积分调节，获得中间电压；

通过坐标变换将该相电路对应的电网电压换为dq坐标系下的电压，将所述dq坐标系下的电压作为前馈值，与所述中间电压相加，获得该相电路的所述第一目标电压。

4.根据权利要求3所述的光伏并网系统模式切换控制方法，其特征在于，所述根据所述dq坐标系下的电流和电流指令值的差值做电流环控制，获得各单相的第一目标电压还包括：

在切换后的第一个开关周期内，所述比例积分调节控制器的积分值和所述前馈值采用模式切换前的控制器积分值和电网电压前馈值，对应的所述电流指令值设为零。

5.根据权利要求1所述的光伏并网系统模式切换控制方法，其特征在于，所述控制所述逆变器各单相的电流降低包括：

对于任一单相电路，通过坐标变换将该单相电路的电流转换为所述单相电路在dq坐标系下的电流；

根据所述单相电路在dq坐标系下的电流与预设电流指令值之间的差值做电流环控制，控制所述单相电路在dq坐标系下的电流降低，其中，所述预设电流指令值为零；

当所述单相电路在dq坐标系下的电流降低至0时，记录模式切换前电流环控制中的控制器积分值和电网电压前馈值。

6.根据权利要求5所述的光伏并网系统模式切换控制方法，其特征在于，当所述光伏并网系统从非对称电流控制模式切换至对称电流控制模式时，所述控制所述dq0坐标系下的电流降低还包括：

在控制所述dq0坐标系下的电流降低的第一个开关周期内，所述电流环控制的控制器积分值和前馈值采用所述模式切换前电流环控制中的控制器积分值和电网电压前馈值，且对应的所述电流指令值设为零。

7.根据权利要求1至6任一项所述的光伏并网系统模式切换控制方法，其特征在于，所述根据所述d轴电流、所述q轴电流和电流指令值做电流环控制，获得第二目标电压包括：

确定所述d轴电流与对应的所述电流指令值之间的差值，以及所述q轴电流与对应的所述电流指令值之间的差值；

对所述d轴电流与对应的所述电流指令值之间的差值做比例积分调节，获得d轴中间电压；对所述q轴电流与对应的所述电流指令值之间的差值做比例积分调节，获得q轴中间电压；

通过坐标变换将电网三相电压转换为d轴电压分量和q轴电压分量，将所述d轴电压分量与所述d轴中间电压相加，得到d轴电压值；将所述q轴电压分量与所述q轴中间电压相加，得到q轴电压值；

对所述d轴电压值和所述q轴电压值进行dq/abc坐标转换，获得所述第二目标电压。

8.根据权利要求1至6任一项所述的光伏并网系统模式切换控制方法，其特征在于，所述切换开关断开时，所述光伏并网系统为三相三线制系统；所述切换开关闭合时，所述光伏并网系统为三相四线制系统。

9.根据权利要求1至6任一项所述的光伏并网系统模式切换控制方法，其特征在于，所述切换开关包括双向晶闸管、接触器和双向IGBT中的至少一者。

10.一种光伏并网系统模式切换控制装置，其特征在于，应用于光伏并网系统，所述光伏并网系统中逆变器的零线端通过切换开关连接至电网的零线，所述光伏并网系统模式切换控制装置包括：

第一电路切换模块，用于当所述光伏并网系统从对称电流控制模式切换至非对称电流控制模式时，控制所述切换开关闭合；

第一坐标变换模块，用于待所述切换开关闭合后，获取逆变器输出的三相电流，通过坐标变换将所述三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制所述dq0坐标系下的电流降低；当所述dq0坐标系下的电流降低至零时，通过坐标变换将各单相的电流分别转换为dq坐标系下的电流；

第一控制模块，用于根据所述dq坐标系下的电流和电流指令值的差值做电流环控制，获得各单相的第一目标电压；对所述第一目标电压进行坐标转换和调制，得到第一控制信号；根据所述第一控制信号控制所述逆变器的各单相电路；

第二坐标变换模块，用于当所述光伏并网系统从非对称电流控制模式切换至对称电流控制模式时，首先控制所述逆变器各单相的电流降低，当各单相的电流降低至零时，通过坐标变换将所述逆变器的三相电流转换为dq0坐标系下的电流，控制所述dq0坐标系下的电流降低，所述dq0坐标系下的电流包括d轴电流、q轴电流和0轴电流；

第二电路切换模块，用于当所述0轴电流降低至零时，控制所述切换开关断开；

第二控制模块，用于根据所述d轴电流、所述q轴电流和电流指令值做电流环控制，获得第二目标电压；对所述第二目标电压进行坐标转换和调制，得到第二控制信号；根据所述第二控制信号控制所述逆变器。

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