CN116581810A - 一种提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法及并网逆变器 - Google Patents

一种提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法及并网逆变器 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法及并网逆变器。该并网逆变器包含功率主电路、控制器；LC输出滤波器通过公共耦合点PCC点与电网耦接；控制器由级联的下垂控制器和输出电压控制器组成；下垂控制器包含反馈回路，用于将输出电压幅值与参考V0的差值按Kf的比例系数反馈至无功功率参考Q0端，通过计算得到输出电压控制器幅值指令V。通过V计算得到输出电压控制器dq坐标系下的指令值vod_ref和voq_ref；输出电压控制器，用于对输出电压进行闭环处理，使其能跟踪指令值，从而输出dq坐标系下的调制波信号vmod_dq并进行反坐标变换得到调制波信号vmod_abc，并经脉冲宽度调制。实施本申请实施例，可以提高系统的稳定性和可靠性。

Description

一种提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法 及并网逆变器
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法及并网逆变器。
背景技术
随着可再生能源比例的增加，连接发电单元与电网的电力电子变流器也得到了广泛应用。并网逆变器作为直流电源和交流电源之间的桥梁，对系统的安全稳定起着重要作用。并网逆变器通常采用脉冲宽度调制策略，因此需要滤波器滤除开关谐波。在相同滤波效果下，LC型滤波器比单L滤波器体积更小，经济效率更高，因此被广泛地使用。
目前保证系统稳定性可通过两种方式：一种为更改构网型并网逆变器的功率参考指令值，另一种则为更改控制回路结构。然而，第一种方式会影响逆变器的稳态工作性能，使得单台逆变器能输出的有功功率降低，相同功率等级下需要更多数目的逆变器才能提供足额的有功功率，造成成本的增加。而第二种方式的增强能力有限，在面对电网故障较为严重的场景下，依然存在系统振荡，甚至出现不稳定的风险。
发明内容
本申请实施例提供一种提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法及并网逆变器，可减少系统的展开电压降，从而减少电网组成的系统产生振荡的情况，提高系统的稳定性和可靠性。
第一方面，本申请实施例提供了一种提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法，所述并网逆变器包含相互耦接的三相逆变桥和LC输出滤波器，所述LC输出滤波器通过公共耦合点PCC与电网耦接；
所述方法包括：
检测所述LC输出滤波器中滤波电容电压vo_abc、所述LC输出滤波器中滤波电感电流iL_abc和电网电流ig_abc并进行坐标变换得到dq坐标系下所述滤波电容电压vo_dq、所述滤波电感电流iL_dq和所述电网电流ig_dq；
根据所述dq坐标系下所述滤波电容电压vo_dq和所述电网电流ig_dq，计算并网逆变器输出的有功功率P和无功功率Q；
根据有功功率P、有功功率参考P0、输出电压角频率参考ω0和有功频率下垂系数Kp，计算输出电压控制器相角θ，并将所述输出电压控制器相角θ作为坐标变换与反变换的参考角；
通过反馈回路将输出电压幅值与参考V0的差值按Kf的比例系数反馈至无功功率参考Q0端，结合所述无功功率Q计算得到输出电压控制器幅值指令V；
根据所述输出电压控制器幅值指令V，计算得到输出电压控制器指令值vod_ref和voq_ref；
根据所述dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq，所述输出电压控制器指令值vo_dq_ref及所述滤波电感电流iL_dq输出所述dq坐标系下的调制波信号vmod_dq；
将所述调制波信号vmod_dq反坐标变换得到adc坐标系下的调制波信号vmod_abc，并经脉冲宽度调制，生成控制信号。
可选的，所述通过反馈回路将输出电压幅值与参考V0的差值按Kf的比例系数反馈至无功功率参考Q0端，结合所述无功功率Q计算得到输出电压控制器幅值指令V，包括：根据无功功率Q、无功功率参考Q0、输出电压幅值参考V0、无功电压下垂系数Kq和电压差反馈系数Kf，得到输出电压控制器幅值指令V：
可选的，所述根据所述dq坐标系下所述滤波电容电压vo_dq和所述电网电流ig_dq，计算并网逆变器输出的有功功率P和无功功率Q，包括:
根据如下公式计算出并网逆变器输出的有功功率P和无功功率Q：
P＝vodigd+voqigq
Q＝voqigd-vodigq
其中，vod和voq为vo_dq的所述dq坐标系的坐标值。
可选的，所述输出电压控制器相角θ为：
其中，1/s为积分环节，Kp为有功频率下垂系数。
可选的，所述根据所述dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq，所述输出电压控制器指令值vo_dq_ref及所述滤波电感电流iL_dq输出所述dq坐标系下的调制波信号vmod_dq，包括：
根据所述dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq，所述输出电压控制器指令值vo_dq_ref得到电容电压误差信号(vo_dq_ref-vo_dq)；
经过电压控制器Gv闭环调节后得到滤波电感电流的指令值iL_dq_ref；
根据所述滤波电感电流iL_dq形成电流环控制，将误差iL_dq_ref-iL_dq送入电流调节器Gi闭环调节后得到dq坐标系下的调制波信号vmod_dq。
可选的，所述根据所述输出电压控制器幅值指令V，计算得到输出电压控制器指令值vod_ref和voq_ref，包括：
vod_ref＝V
voq_ref＝0。
第二方面，本申请实施例提供了一种并网逆变器，所述并网逆变器包含功率主电路、与所述功率主电路耦合的控制器；所述功率主电路包含相互耦接的三相逆变桥和LC输出滤波器，所述LC输出滤波器通过公共耦合点PCC与电网耦接；
所述控制器由连接的下垂控制器和输出电压控制器组成；
其中，所述下垂控制器包含反馈回路，将输出电压幅值与参考V0的差值按Kf的比例系数反馈至无功功率参考Q0端，结合所述无功功率Q计算得到输出电压控制器幅值指令V；
所述输出电压控制器，用于：
根据所述输出电压控制器幅值指令V，计算得到输出电压控制器指令值vod_ref和voq_ref；
根据dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq，所述输出电压控制器指令值vo_dq_ref及滤波电感电流iL_dq输出所述dq坐标系下的调制波信号vmod_dq；
将所述调制波信号vmod_dq反坐标变换得到adc坐标系下的调制波信号vmod_abc，并经脉冲宽度调制，生成控制信号。
可选的，所述输出电压控制器幅值指令V为：
其中，Q为无功功率，Q0为无功功率参考，V0为输出电压幅值参考，Kq为无功电压下垂系数，Kf为电压差反馈系数。可选的，所述输出电压控制器相角θ为：
其中，1/s为积分环节，ω0为输出电压角频率参考，Kp为有功频率下垂系数，P0为有功功率参考，P为有功功率。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如第一方面或者第一方面任一实施方式中所述的方法的步骤。
可以看出，本申请实施例提供的并网逆变器、提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法和可读存储介质，可将输出电压与其幅值参考V0的误差按一定的比例系数反馈至无功功率参考处，这样，可减少系统的展开电压降，从而减少电网组成的系统产生振荡的情况，提高系统的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种包含并网逆变器的系统的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的另一种包含并网逆变器的系统的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法的流程示意图；
图4是本申请实施例提供的另一种提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法的流程示意图；
图5是本申请实施例提供的一种控制方法对应的测试结果示意图；
图6是本申请实施例提供的另一种控制方法对应的测试结果示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本公开一些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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例性地”或“一些示例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述方便的目的。而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在描述一些实施例时，可能使用了“耦接”和“连接”及其衍伸的表达。倒如，描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。又如，描述一些实施例时可能使用了术语“耦接”以表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。然而，术语“耦接”也可能指两个或两个以上部件彼此间并无直接接触，但仍彼此协作或相互作用。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种包含并网逆变器的系统的结构示意图。其中，该并网逆变器为下垂控制构网型并网逆变器，如图1所示，该系统包含依次耦接的直流电源1、三相逆变桥2、LC输出滤波器3、电网4和控制器5。
其中，三相逆变桥2可以由6个IGBT及其续流二极管组成的开关管S1～S6构成。LC输出滤波器3可由滤波电感Lf和滤波电容Cf组成；电网4可由理想电压源vg和电网阻抗Zg组成。控制器5可由下垂控制器6和输出电压控制器7组成。
其中，下垂控制器6可根据dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq和电网电流ig_dq，利用瞬时功率计算公式I和II计算出并网逆变器输出的有功功率P和无功功率Q。可根据滤波电容电压vo_abc、所述LC输出滤波器中滤波电感电流iL_abc计算得到有功功率P和无功功率Q。
控制器5中下垂控制器6可接收指令(携带包括有功功率P0、无功功率Q0、逆变器输出电压角频率ω0及其幅值V0)并获得流过滤波电感Lf的电感电流iL、馈入公共电网的电网电流ig和滤波电容Cf上的输出电压vo。控制器5将采样得到的三相电流和电压进行坐标变换(由abc坐标系变换到dq坐标系)，并根据瞬时功率理论得到并网逆变器输出的有功功率P和无功功率Q。
下垂控制器6还可用于根据无功功率Q、无功功率参考Q0、输出电压幅值参考V0、无功电压下垂系数Kq和电压差反馈系数Kf，得到输出电压控制器幅值指令V。
下垂控制器6还可用于根据有功功率P、有功功率参考P0、输出电压角频率参考ω0和有功频率下垂系数Kp，得到输出电压控制器相角指令θ，并将其作为坐标变换与反变换的参考角。其中，有功功率参考P0例如可以是30kW、10kW等，本申请实施例对有功功率参考P0的具体数值不作限定。
下垂控制器6得到输出电压控制器7指令值，最后再经过输出电压控制器7实现对该指令值的跟踪，从而起到电压支撑的作用。
上述的控制方法中，当电网波动幅度程度较大时，可能会产生系统振荡，出现系统不稳定的风险。
本申请实施例提供一种下垂控制构网型并网逆变器，可减少系统的展开电压降，从而减少电网组成的系统产生振荡的情况，提高系统的稳定性和可靠性。具体的，请参阅图2，图2是本申请实施例提供的另一种包含并网逆变器的系统的结构示意图。如图2所示，该并网逆变器为下垂控制构网型并网逆变器，该系统包含依次耦接的直流电源1、三相逆变桥2、LC输出滤波器3、电网4和控制器5。并网逆变器包含模拟电路、与所述模拟电路耦合的控制器；所述模拟电路包含相互耦接的三相逆变桥2和LC输出滤波器3，LC输出滤波器3通过公共耦合点PCC与电网4耦接。
其中，直流电源1、三相逆变桥2、LC输出滤波器3、电网4可参考图1对应描述，这里不再赘述。
如图2所示，该下垂控制器6包含反馈回路，通过反馈回路将输出电压幅值与参考V0的差值按Kf的比例系数反馈至无功功率参考Q0端，结合所述无功功率Q计算得到输出电压控制器幅值指令V；具体的，可参考公式IV得到。
如图2所示，该输出电压控制器7，用于：
根据该输出电压控制器幅值指令V，计算得到输出电压控制器指令值vod_ref和voq_ref；具体的，可参考公式V和公式VI进行计算。
输出电压控制器7，还用于：根据dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq，该输出电压控制器指令值vo_dq_ref及滤波电感电流iL_dq输出该dq坐标系下的调制波信号vmod_dq；将该调制波信号vmod_dq反坐标变换得到adc坐标系下的调制波信号vmod_abc，并经脉冲宽度调制，生成控制信号。
具体的，可根据如下方式实现：如图2所示，根据dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq及其指令值vo_dq_ref得到电容电压误差信号(vo_dq_ref-vo_dq),经过电压控制器Gv闭环调节后得到滤波电感电流的指令值iL_dq_ref。再根据实际电感电流iL_dq形成电流环控制，将二者的误差(iL_dq_ref-iL_dq)送入电流调节器Gi闭环调节后得到dq坐标系下的调制波信号vmod_dq，随后将调制波信号vmod_dq进行反坐标变换得到adc坐标系下的调制波信号vmod_abc。
其中，坐标变换与反变换的参考角为输出电压控制器相角θ，即参考公式III。
可以理解的，本申请实施例对上述直流电源1、三相逆变桥2、LC输出滤波器3、电网4和控制器5结构的举例仅用于解释本申请实施例，不应构成限定。各个部分还可包含其它类型的结构。例如，三相逆变桥2还可以是CMOS器件组成的逆变桥，LC输出滤波器3、电网4和控制器5也还可以有其它的结构，本申请实施例对此不做限制。
图2所示出的并网逆变器中，可将输出电压与其幅值参考V0的误差按一定的比例系数反馈至无功功率参考处，这样，可减少系统的展开电压降，从而减少电网组成的系统产生振荡的情况，提高系统的稳定性和可靠性。
基于图2所示出的并网逆变器，请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法的流程示意图。如图2所示，并网逆变器包含相互耦接的三相逆变桥2和LC输出滤波器3，该LC输出滤波器3与电网4耦接；如图3所示，该方法可包含：
S101、检测LC输出滤波器中滤波电容电压vo_abc、LC输出滤波器中滤波电感电流iL_abc和电网电流ig_abc并进行坐标变换得到dq坐标系下滤波电容电压vo_dq、滤波电感电流iL_dq和电网电流ig_dq。
S102、根据dq坐标系下滤波电容电压vo_dq和电网电流ig_dq，计算并网逆变器输出的有功功率P和无功功率Q。
S103、根据有功功率P、有功功率参考P0、输出电压角频率参考ω0和有功频率下垂系数Kp，计算输出电压控制器相角θ，并将输出电压控制器相角θ作为坐标变换与反变换的参考角。
S104、通过反馈回路将输出电压幅值与参考V0的差值按Kf的比例系数反馈至无功功率参考Q0端，结合无功功率Q计算得到输出电压控制器幅值指令V。
S105、根据输出电压控制器幅值指令V，计算得到输出电压控制器指令值vod_ref和voq_ref。
S106、根据dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq，输出电压控制器指令值vo_dq_ref及滤波电感电流iL_dq输出dq坐标系下的调制波信号vmod_dq。
S107、将调制波信号vmod_dq反坐标变换得到adc坐标系下的调制波信号vmod_abc，并经脉冲宽度调制，生成控制信号。
其中，有功功率参考P0例如可以是30kW、10kW等，本申请实施例对具体数值不做限定。输出电压角频率参考ω0、幅值参考V0例如可以是220V、50Hz市电的角频率和幅值参考值。无功功率参考Q0可以是设定的值，对具体数值不做限定。其中，有功频率下垂系数Kp、无功频率下垂系数Kq和电压差反馈系数Kf可以是设置系统并得到的参数，本申请实施例对此不作限定。
具体的，步骤S101可具体实现为：控制器5可检测滤波电感Lf上的电流iL_abc和电网电流ig_abc，采集并进行坐标变换得到dq坐标系下的滤波电感电流iL_dq和电网电流ig_dq；检测滤波电容Cf输出电压vo_abc，采集并进行坐标变换得到dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq。
其中，在进行坐标变换得到dq坐标系下的滤波电感电流iL_dq和电网电流ig_dq时，可以赋一个变化角的初值θ0进行坐标变换。
步骤S102可具体实现为：根据dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq和电网电流ig_dq，利用瞬时功率计算公式(公式I和公式II)计算出并网逆变器输出的有功功率P和无功功率Q。
P＝vodigd+voqigq (式I)
Q＝voqigd-vodigq (式II)
本申请实施例中，坐标变换不限于abc与dq之间的变换与反变换。还可以是其他类型的坐标变换与反变换，例如abc与αβ之间的变换与反变换，本申请实施例对此不作限定。
步骤S103可具体实现为：根据有功功率P、有功功率参考P0、输出电压角频率参考ω0和有功频率下垂系数Kp，利用公式III得到输出电压控制器相角θ，并将其作为坐标变换与反变换的参考角。
其中，1/s为积分环节。Kp为有功频率下垂系数。
步骤S104可具体实现为：根据无功功率Q、无功功率参考Q0、输出电压幅值参考V0、无功-电压下垂系数Kq(无功频率下垂系数Kq)和电压差反馈系数Kf，利用式IV得到输出电压控制器幅值指令V。
步骤S105可具体实现为：根据幅值V，利用电压参考计算公式(式V和式VI)得到输出电压控制器指令值vod_ref和voq_ref。
vod_ref＝V (式V)
voq_ref＝0 (式VI)
步骤S106可具体实现为：根据dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq及其指令值vo_dq_ref(滤波电容电压指令值)得到电容电压误差信号(vo_dq_ref-vo_dq)，经过电压控制器Gv闭环调节后得到滤波电感电流的指令值iL_dq_ref。再根据实际电感电流iL_dq形成电流环控制，将二者的误差(iL_dq_ref-iL_dq)送入电流调节器Gi闭环调节后得到dq坐标系下的调制波信号vmod_dq，随后将其进行反坐标变换得到adc坐标系下的调制波信号vmod_abc。
步骤S106中，调制波信号vmod_abc经PWM调制，生成三相逆变桥开关管S1～S6的PWM控制信号。
上述控制方法在下垂控制器6中增加了含输出电压与其幅值参考V0的误差信息的反馈回路，将其按Kf的比例系数反馈至无功功率参考处。
通过本发明所构思的以上技术方案，本发明所提供的上述控制方法将输出电压与其幅值参考V0的误差按一定的比例系数(即Kf)反馈至无功功率参考处，可以提高并网逆变器在面临电网严重故障情况下的稳定性，使得构网型并网逆变器在各种电网故障工况下(如传输线故障、电网电压跌落、严重甩负载等)均能够向电网输出安全、可靠的电压电流，从而实现构网型并网逆变器对电网的电压支持作用。
基于图2所示出的并网逆变器，请参阅图4，图4是本申请实施例提供的另一种提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法的流程示意图。
如图4所示，该方法可包含：
S201、在开机后采样滤波电容电压vo_abc、LC输出滤波器中滤波电感电流iL_abc和电网电流ig_abc。
S202、计算有功功率P和无功功率Q。
其中，有功功率P和无功功率Q可根据公式I和公式II计算得到。
S203、下垂控制器计算输出电压控制器幅值指令V和输出电压控制器相角θ。
其中，相角θ可根据公式III计算得到。输出电压控制器幅值指令V可根据公式IV计算得到。
S204、计算输出电压基准值vod_ref和voq_ref。
其中，可根据公式IV得到输出电压控制器幅值指令V。并根据式V和式VI计算得到电压基准值vod_ref和voq_ref。
S205、输出电压控制器输出调制波信号vmod_dq。
根据dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq及其指令值vo_dq_ref得到电容电压误差信号(vo_dq_ref-vo_dq)，经过电压控制器Gv闭环调节后得到滤波电感电流的指令值iL_dq_ref。再根据实际电感电流iL_dq形成电流环控制，将二者的误差(iL_dq_ref-iL_dq)送入电流调节器Gi闭环调节后得到dq坐标系下的调制波信号vmod_dq，随后将调制波信号vmod_dq进行反坐标变换得到adc坐标系下的调制波信号vmod_abc。
S206、生成开关管驱动PWM信号。
PWM的控制原理中，冲量相等而形状不同的窄脉冲在具有惯性的环节上效果相同。可以把一个正弦半波分成N等份，然后把每一等份的正弦曲线与横轴所包围的面积用一个与此面积相等的等高矩形脉冲代替，矩形脉冲的中点与正弦波的每一等份的中点重合，这样，由N个等幅不等宽的矩形脉冲所组成的波形为正弦波的半周等效。这一系列脉冲波形即期望的逆变器的输出SPWM波形。以所期望的波形(即正弦波)作为调制波，而受它调制的信号即为载波。本申请实施例对PWM调制生成PWM控制信号所使用的具体调制方式不做限制。
S207、是否关机，若是，执行关机，若否，执行步骤S201。
若未关机，本申请的控制器5可周期性执行上述步骤S201-S207。
图4所示出的控制方法中，可将输出电压与其幅值参考V0的误差按一定的比例系数反馈至无功功率参考处，这样，可减少系统的展开电压降，从而减少电网组成的系统产生振荡的情况，提高系统的稳定性和可靠性。
下面介绍本申请实施例提供的仿真验证结果。在一种可能的实施例中，通过MATLAB/Simulink进行仿真验证，在极弱电网工况(电网阻抗呈纯感性，电感量为12mH，短路阻抗比为2以适配高比例新能源接入后的电网)下模拟电网发生故障，分别采用常规下垂控制方法和本发明所提出的改进下垂控制方法以验证本发明所提出控制方法的有效性。请参阅图5和图6，其中，图5是本申请实施例提供的一种控制方法对应的测试结果示意图，例如，使用常规的下垂控制方法，具体的采用图1所示出系统进行控制的测试结果图。图6是本申请实施例提供的另一种控制方法对应的测试结果示意图，例如，使用基于图2所示的系统架构，以及图3或图4所示出的下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性控制方法得到的测试图。其中，div表示“每格”。
具体的，如图5和图6所示，t<5s时，电网处于正常状态；当t≥5s时，电网遭遇故障(fault)，电网电压跌落至正常值的一半，得到如图5和图6所示的结果对比图，其中图5对应常规控制方法，图6对应本发明提出的控制方法。
从图中可以看出，在该电网工况下，如图5所示，采用常规控制方法在电网故障后无法保证并网逆变器稳定，其中电压源电压vg、有功功率P、无功功率Q、输出电压控制器幅值指令V和电网电流iga均会出现明显振荡，即系统会出现明显振荡现象。
而采用本发明提出的控制方法后，如图6所示，其中电压源电压vg、有功功率P、无功功率Q、输出电压控制器幅值指令V和电网电流iga均会调节后趋于稳定，即系统经过短暂的调节过程后趋于稳定。
因此，本申请实施例提供的控制方法中，可将输出电压与其幅值参考V0的误差按一定的比例系数反馈至无功功率参考处，这样，可减少系统的展开电压降，从而减少电网组成的系统产生振荡的情况，提高系统的稳定性和可靠性。
以上所述的实施例仅仅是本申请的优选实施方式，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请的设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案做出的各种变形及改进，均应落入本申请的权利要求书确定的保护范围内。
上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申请实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元物理上单独存在，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。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上对本发明实施例公开的提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法及并网逆变器进行了详细介绍，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 (10)

1.一种提高下垂控制构网型并网逆变器暂态稳定性的控制方法，其特征在于，所述并网逆变器包含相互耦接的三相逆变桥和LC输出滤波器，所述LC输出滤波器通过公共耦合点PCC与电网耦接；
所述方法包括：
检测所述LC输出滤波器中滤波电容电压vo_abc、所述LC输出滤波器中滤波电感电流iL_abc和电网电流ig_abc并进行坐标变换得到dq坐标系下所述滤波电容电压vo_dq、所述滤波电感电流iL_dq和所述电网电流ig_dq；
根据所述dq坐标系下所述滤波电容电压vo_dq和所述电网电流ig_dq，计算并网逆变器输出的有功功率P和无功功率Q；
根据所述有功功率P、有功功率参考P0、输出电压角频率参考ω0和有功频率下垂系数Kp，计算输出电压控制器相角θ，并将所述输出电压控制器相角θ作为坐标变换与反变换的参考角；
通过反馈回路将输出电压幅值与参考V0的差值按Kf的比例系数反馈至无功功率参考Q0端，结合所述无功功率Q计算得到输出电压控制器幅值指令V；
根据所述输出电压控制器幅值指令V，计算得到输出电压控制器指令值vod_ref和voq_ref；
根据所述dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq，所述输出电压控制器指令值vo_dq_ref及所述滤波电感电流iL_dq输出所述dq坐标系下的调制波信号vmod_dq；
将所述调制波信号vmod_dq反坐标变换得到adc坐标系下的调制波信号vmod_abc，并经脉冲宽度调制，生成控制信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过反馈回路将输出电压幅值与参考V0的差值按Kf的比例系数反馈至无功功率参考Q0端，结合所述无功功率Q计算得到输出电压控制器幅值指令V包括:
根据无功功率Q、无功功率参考Q0、输出电压幅值参考V0、无功电压下垂系数Kq和电压差反馈系数Kf，得到输出电压控制器幅值指令V：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述dq坐标系下所述滤波电容电压vo_dq和所述电网电流ig_dq，计算并网逆变器输出的有功功率P和无功功率Q，包括:
根据如下公式计算出并网逆变器输出的有功功率P和无功功率Q：
P＝vodigd+voqigq
Q＝voqigd-vodigq
其中，vod和voq为vo_dq的所述dq坐标系的坐标值。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述输出电压控制器相角θ为：
其中，1/s为积分环节，Kp为有功频率下垂系数。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq，所述输出电压控制器指令值vo_dq_ref及所述滤波电感电流iL_dq输出所述dq坐标系下的调制波信号vmod_dq，包括：
根据所述dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq，所述输出电压控制器指令值vo_dq_ref得到电容电压误差信号(vo_dq_ref-vo_dq)；
经过电压控制器Gv闭环调节后得到滤波电感电流的指令值iL_dq_ref；
根据所述滤波电感电流iL_dq形成电流环控制，将误差iL_dq_ref-iL_dq送入电流调节器Gi闭环调节后得到dq坐标系下的调制波信号vmod_dq。
6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述输出电压控制器幅值指令V，计算得到输出电压控制器指令值vod_ref和voq_ref，包括：
vod_ref＝V
voq_ref＝0。
7.一种并网逆变器，其特征在于，所述并网逆变器包含功率主电路、与所述功率主电路耦合的控制器；所述功率主电路包含相互耦接的三相逆变桥和LC输出滤波器，所述LC输出滤波器通过公共耦合点PCC与电网耦接；
所述控制器由连接的下垂控制器和输出电压控制器组成；
其中，所述下垂控制器包含反馈回路，将输出电压幅值与参考V0的差值按Kf的比例系数反馈至无功功率参考Q0端，结合所述无功功率Q计算得到输出电压控制器幅值指令V
所述输出电压控制器，用于：
根据所述输出电压控制器幅值指令V，计算得到输出电压控制器指令值vod_ref和voq_ref；
根据dq坐标系下的滤波电容电压vo_dq，所述输出电压控制器指令值vo_dq_ref及滤波电感电流iL_dq输出所述dq坐标系下的调制波信号vmod_dq；
将所述调制波信号vmod_dq反坐标变换得到adc坐标系下的调制波信号vmod_abc，并经脉冲宽度调制，生成控制信号。
8.根据权利要求7所述的并网逆变器，其特征在于，所述输出电压控制器幅值指令V为：
其中，Q为无功功率，Q0为无功功率参考，V0为输出电压幅值参考，Kq为无功电压下垂系数，Kf为电压差反馈系数。
9.根据权利要求7或8所述的并网逆变器，其特征在于，所述坐标变换与反变换的参考角为输出电压控制器相角θ，即：
其中，1/s为积分环节，ω0为输出电压角频率参考，Kp为有功频率下垂系数，P0为有功功率参考，P为有功功率。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至6任一项所述的方法的步骤。
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