TWI535139B - 控制信號產生系統、逆變器控制裝置、有功功率控制電路及無功功率控制電路 - Google Patents

控制信號產生系統、逆變器控制裝置、有功功率控制電路及無功功率控制電路 Download PDF

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Description

控制信號產生系統、逆變器控制裝置、 有功功率控制電路及無功功率控制電路
本發明係有關於一種逆變器控制技術，且特別是有關於一種控制信號產生裝置及其逆變器控制裝置。
逆變器是一種基於電力電子技術的功率變換裝置，藉由適當之控制方式可將電能從直流轉為交流或從交流轉為直流。一般而言，逆變器包含了開關單元及濾波單元，前述開關單元將直流電壓逆變成交流電壓，而濾波單元則可接收開關單元的輸出，並濾除其中的高頻成分以產生所需要的交流電壓，且濾波單元將上述交流電壓輸出至AC埠。但對於與馬達或變壓器繞組連接的逆變器也可以不包含上述濾波單元，因此上述開關單元輸出的交流電壓將直接輸出至AC埠。
通常逆變器拓撲可為但不限於兩電平三相橋式電路或多電平逆變電路，上述多電平逆變電路可為三電平中點鉗位逆變電路。此外，濾波單元可為但不限於L濾波器、LC濾波 器或LCL濾波器等，因此，濾波單元亦可視實際需求而為其它更為複雜的濾波器結構。再者，上述逆變器可為但不限於三相系統或單相系統。
一般逆變器的操作方式如下所述。首先，逆變器的直流埠(DC port)接入到一直流形式的電源(例如電池、超級電容、或其他分散式發電單元經功率變換裝置轉換得到的直流電源)。隨後，逆變器將接收到的直流電源經過開關網路的開關變換，再經過濾波單元進行濾波，輸出至逆變器的交流埠(AC port)。此外，上述逆變器的交流埠經過開關和隔離變壓器(可選的)等連接到本地負載(Load)和電網(Grid)，以構成微網(Micro-grid)系統。
微網系統中的逆變器可由單台或者多台並聯組成。當逆變器不與電網連接時，微網系統處於獨立運行狀態，換言之，微網系統處於離網運行狀態；當逆變器與電網連接時，微網系統處於並網運行狀態。
關於並網運行模式，現行做法通常假定電網是一個理想的電壓源，並控制逆變器以使其成一個與電網電壓同步的受控電流源，此種逆變器可稱為電流注入型逆變器。然而，當電網中這種電流注入型逆變器總體容量占比越來越大時，將對電網的穩定構成威脅，導致電網不再是一個理想電壓源。另外，倘若並網點處於電網末梢或弱電網，則於控制現行電流注入型逆變器時，將會產生不穩定的現象。
關於獨立運行模式，現行的電流注入型逆變器必然要切換到電壓源控制，此作法將增加控制的複雜度，且在切 換過程中，負載電壓有可能發生波動甚至中斷，嚴重影響供電品質。
由此可見，上述現有的方式，顯然仍存在不便與缺陷，而有待改進。為瞭解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來仍未發展出適當的解決方案。
發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重要/關鍵元件或界定本發明的範圍。
本發明內容之一目的是在提供一種控制信號產生系統及其逆變器控制裝置，藉以改善先前技術的問題。
為達上述目的，本發明內容之一技術態樣係關於一種逆變器控制裝置，其包含一第一校正信號提供單元，用以接收一頻率設定信號，並提供一反映有功功率校正信號的信號；一有功功率控制單元，用以接收該反映有功功率校正信號的信號、一有功功率設定信號及一反映逆變器有功功率的信號，以產生一反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號；一第二校正信號提供單元，用以接收一電壓設定信號，並提供一反映無功功率校正信號的信號；一無功功率控制單元，用以接收該反映無功功率校正信號的信號、一無功功率設定信號及一反映逆變器無功功率的信號，以產生一反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號，其中該反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號為 一電壓幅值控制信號；以及一處理單元，用以接收一反映逆變器輸出電流的反饋信號、一反映逆變器輸出電壓的反饋信號、反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號、反映該逆變器輸出電壓幅值的控制信號，以產生反映該逆變器有功功率的信號、反映該逆變器無功功率的信號以及一電壓指令信號。
為達上述目的，本發明內容之另一技術態樣係關於一種逆變器控制裝置，其包含一有功功率控制單元，用以接收一有功功率設定信號及一反映逆變器有功功率的信號，以產生一反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號；一校正信號提供單元，用以接收一電壓設定信號，並提供一反映無功功率校正信號的信號；一無功功率控制單元，用以接收該反映無功功率校正信號的信號、一無功功率設定信號及一反映逆變器無功功率的信號，以產生一反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號，其中該反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號為一電壓幅值控制信號；以及一處理單元，用以接收一反映逆變器輸出電流的反饋信號、一反映逆變器輸出電壓的反饋信號、反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號、反映該逆變器輸出電壓幅值的控制信號，以產生反映該逆變器有功功率的信號、反映該逆變器無功功率的信號以及一電壓指令信號。
為達上述目的，本發明內容之另一技術態樣係關於一種逆變器控制裝置，其包含一第一校正信號提供單元，用以接收一頻率設定信號，並提供一反映有功功率校正信號的信號；一有功功率控制單元，用以接收該反映有功功率校正信號的信號、一有功功率設定信號及一反映逆變器有功功率的虛擬 轉矩信號，以產生一反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號；一第二校正信號提供單元，用以接收一電壓設定信號，並提供一反映無功功率校正信號的信號；一無功功率控制單元，用以接收該反映無功功率校正信號的信號、一無功功率設定信號及一反映逆變器無功功率的信號，以產生一反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號，其中該反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號為一虛擬勵磁控制信號；以及一處理單元，用以接收一反映逆變器輸出電流的反饋信號、反映該逆變器輸出電壓相位的虛擬電機轉子角度控制信號、反映該逆變器輸出電壓幅值的控制信號，以產生反映該逆變器有功功率的虛擬轉矩信號、反映該逆變器無功功率的信號以及一電壓指令信號。
為達上述目的，本發明內容之又一技術態樣係關於一種控制信號產生系統，其包含逆變器控制裝置及脈衝寬度調變單元。脈衝寬度調變單元用以根據逆變器控制裝置產生之電壓指令信號以產生開關信號，並根據開關信號以控制逆變器中的複數個開關元件。
為達上述目的，本發明內容之又一技術態樣係關於一種有功功率控制電路，包含：一第一疊加單元，用以接收一有功功率設定信號、一反映有功功率校正信號的信號及一反映逆變器有功功率的信號，以產生一加速度信號；一第一積分單元，用以接收該加速度信號以產生一第一頻率控制信號；一前饋計算單元，用以接收該加速度信號以產生一第二頻率控制信號；一第一調節單元，用以接收該第一頻率控制信號和該第二頻率控制信號以產生一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信 號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
為達上述目的，本發明內容之又一技術態樣係關於一種有功功率控制電路，包含：一第一疊加單元，用以接收一有功功率設定信號、一反映有功功率校正信號的信號及一反映逆變器有功功率的信號，以產生一加速度信號；一第一積分單元，用以接收該加速度信號以產生一第一頻率控制信號；一第二調節單元，用以接收一頻率前饋信號，並根據該頻率前饋信號和該第一頻率控制信號，輸出一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
為達上述目的，本發明內容之又一技術態樣係關於一種有功功率控制電路，包含：一第一疊加單元，用以接收一有功功率設定信號、一反映有功功率校正信號的信號及一反映逆變器有功功率的信號，以產生一加速度信號；一第一積分單元，用以接收該加速度信號以產生一第一頻率控制信號；一前饋計算單元，用以接收該加速度信號以產生一第二頻率控制信號；一第二調節單元，用以接收一頻率前饋信號和該第一頻率控制信號以產生一第三頻率控制信號；一第三調節單元，用以接收該第二頻率控制信號和該第三頻率控制信號，輸出一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用 以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
為達上述目的，本發明內容之又一技術態樣係關於一種無功功率控制電路，包含：一無功偏差產生單元，用以接收一無功功率設定信號、一反映逆變器無功功率的信號及一反映無功功率校正信號的信號，以產生一無功功率偏差信號；一電壓調節單元，用以接收該無功功率偏差信號以產生反映逆變器輸出電壓幅值的一第一幅值控制信號；以及一第四調節單元，用以接收一電壓前饋信號和該反映逆變器輸出電壓幅值的第一幅值控制信號，輸出反映該逆變器輸出電壓幅值的電壓幅值控制信號。
為達上述目的，本發明內容之又一技術態樣係關於一種無功功率控制電路，包含：一無功偏差產生單元，用以接收一無功功率設定信號、一反映逆變器無功功率的信號及一反映無功功率校正信號的信號，以產生一無功功率偏差信號；一勵磁調節單元，用以接收該無功功率偏差信號以產生反映逆變器輸出電壓幅值的第一勵磁控制信號；以及一第五調節單元，用以接收一勵磁前饋信號和該反映逆變器輸出電壓幅值的第一勵磁控制信號，輸出反映該逆變器輸出電壓幅值的虛擬勵磁控制信號。
因此，根據本發明之技術內容，本發明實施例提出一種控制信號產生系統及其逆變器控制裝置，屬於電壓源型並網技術，並採用受控電壓源特性並網(類似於電力系統中的同步發電機)以與電網的電壓和/或頻率一併調節，從而提高電 網的穩定性。此外，本發明實施例提出的控制信號產生系統及其逆變器控制裝置可同時相容並網模式和獨立模式，無須切換控制架構，且並離網切換過程中負載供電不受幹擾，以實現電網與微網間的無縫切換。
在參閱下文實施方式後，本發明所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本發明之基本精神及其他發明目的，以及本發明所採用之技術手段與實施態樣。
100~100o‧‧‧逆變器控制裝置
110‧‧‧第一校正信號提供單元
110a‧‧‧頻率設定信號產生單元
112‧‧‧第一校正信號產生單元
114‧‧‧第一選擇單元
120‧‧‧有功功率控制單元
121‧‧‧驅動轉矩產生單元
122‧‧‧疊加單元
134‧‧‧第二選擇單元
140‧‧‧無功功率控制單元
142‧‧‧無功偏差產生單元
144、148‧‧‧第三調節單元
150‧‧‧處理單元
200~200b‧‧‧控制信號產生系統
210‧‧‧逆變器控制裝置
220‧‧‧脈衝寬度調變單元
124‧‧‧第一調節單元
126‧‧‧第二調節單元
130‧‧‧第二校正信號提供單元
132‧‧‧第二校正信號產生單元
230‧‧‧電壓控制單元
240‧‧‧調節單元
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖係依照本發明一實施例繪示一種逆變器控制裝置的示意圖。
第2圖係依照本發明另一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置的詳細電路示意圖。
第3圖係依照本發明再一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置的詳細電路示意圖。
第4(a)圖和第4(b)圖分別示出逆變器輸出有功功率在不同下垂斜率參數時，未設置前饋計算單元與設有前饋計算單元時的動態響應曲線示意圖。
第5圖係依照本發明又一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置的詳細電路示意圖。
第6(a)圖和第6(b)圖分別示出當電網電壓的頻率發生波動時，未設置頻率前饋單元與設有頻率前饋單元時的逆變器有功功率的動態相應曲線示意圖。
第7圖係依照本發明另一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置的詳細電路示意圖。
第8(a)圖和第8(b)圖分別示出當電網電壓的幅值發生波動時，未設置電壓前饋單元或勵磁前饋單元與設有電壓前饋單元或勵磁前饋單元時的逆變器無功功率的動態相應曲線示意圖。
第9圖係依照本發明再一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置的詳細電路示意圖。
第10圖係依照本發明又一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置的詳細電路示意圖。
第11圖係依照本發明另一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置的詳細電路示意圖。
第12圖係依照本發明再一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置的詳細電路示意圖。
第13圖係依照本發明又一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置的詳細電路示意圖。
第14圖係依照本發明另一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置的詳細電路示意圖。
第15圖係依照本發明再一實施例繪示一種逆變器控制裝置的示意圖。
第16圖係依照本發明又一實施例繪示一種逆變器控制裝置的示意圖。
第17圖係依照本發明另一實施例繪示一種逆變器控制裝置的示意圖。
第18圖係依照本發明再一實施例繪示一種逆變器控制裝置的示意圖。
第19圖係依照本發明又一實施例繪示一種逆變器控制裝置的示意圖。
第20圖係依照本發明一實施例繪示一種控制信號產生系統的示意圖。
第21圖係依照本發明另一實施例繪示一種控制信號產生系統的示意圖。
第22圖係依照本發明再一實施例繪示一種控制信號產生系統的示意圖。
根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本發明相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。
除非本說明書另有定義，此處所用的科學與技術詞彙之含義與本發明所屬技術領域中具有通常知識者所理解與慣用的意義相同。此外，在不和上下文衝突的情形下，本說明書所用的單數名詞涵蓋該名詞的複數型；而所用的複數名詞時亦涵蓋該名詞的單數型。
另外，關於本文中所使用之「耦接」，可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相交互操作或動作。
為改善電網內電流注入型逆變器所占比例增加，而對電網穩定性構成威脅的狀況，本發明提出一種控制信號產生系統及其逆變器控制裝置，其屬於電壓源型並網技術，並採用受控電壓源特性並網以與電網的電壓和頻率一併調節，從而提高電網的穩定性，說明如後。
第1圖係依照本發明一實施例繪示一種逆變器控制裝置100的示意圖。如圖所示，逆變器控制裝置100包含第一校正信號提供單元110、有功功率控制單元120、第二校正信號提供單元130、無功功率控制單元140及處理單元150。
於操作上，第一校正信號提供單元110用以接收頻率設定信號ωset，並提供反映有功功率校正信號的信號△P。有功功率控制單元120用以接收反映有功功率校正信號的信號△P、有功功率設定信號Pset及反映逆變器有功功率的信號P，以產生反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe。第二校正信號提供單元130用以接收電壓設定信號Vset，並提供反映無功功率校正信號的信號△Q。無功功率控制單元140用以 接收反映無功功率校正信號的信號△Q、無功功率設定信號Qset及反映逆變器無功功率的信號Q，以產生反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號E。處理單元150耦接至有功功率控制單元120與無功功率控制單元140，用以接收反映逆變器輸出電流的反饋信號io、反映逆變器輸出電壓的反饋信號vo、反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe、反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號E，以產生反映逆變器有功功率的信號P、反映逆變器無功功率的信號Q以及電壓指令信號OUT。
藉由上述操作方式，可使逆變器具備近似於同步發電機的特性，以與電網的電壓和頻率一併調節，而符合電力系統對於運行之要求，進而提高電網的穩定性。再者，採用逆變器控制裝置可同時相容並網模式和獨立模式，無須切換控制架構，且並離網切換過程中負載供電不受幹擾，以實現電網與微網間的無縫切換。此外，採用逆變器控制裝置較易於實現多台逆變器之並聯運作。
本發明實施例之逆變器控制裝置之解決問題的主要技術手段已說明如上，以下僅舉幾個實現逆變器控制裝置之實施例，以使本發明更易於理解，然本發明並不以後續實施例為限，合先敘明。
第2圖係依照本發明另一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置100的詳細電路示意圖。對照第1圖所述之實施例，在本實施例中，反映逆變器有功功率信號的信號P為轉矩信號Te，反映有功功率校正信號的信號△P為轉矩校正信號△T。此外，有功功率控制單元120包含驅動轉矩產生單 元121、第一疊加單元122、第一積分單元1/(Js)及第二積分單元1/s。上述驅動轉矩產生單元121用以接收有功功率設定信號Pset，並將有功功率設定信號Pset除以角頻率信號ωn以產生驅動轉矩指令信號Tm。第一疊加單元122用以接收驅動轉矩指令信號Tm、轉矩信號Te及轉矩校正信號△T，以產生加速度信號Sa。第一積分單元1/(Js)用以接收加速度信號Sa以產生第一頻率控制信號ω1。第二積分單元1/s用以接收第一頻率控制信號ω1以產生反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe。
請一併參照第1圖及第2圖，在此例示性地對處理單元150之各項輸出參數的計算方式進行說明。上述處理單元150之輸出參數包含電壓指令信號OUT、反映逆變器無功功率的信號Q及轉矩信號Te。
首先，電壓指令信號OUT之計算公式如下：e *=E∠θ e ...公式1
如公式1所示，處理單元150根據反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號E和反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe以計算出電壓指令信號OUT，此電壓指令信號OUT可為交流電壓指令信號e*。
其次，反映逆變器無功功率的信號Q之計算公式如下：
如公式2所示，處理單元150根據反映逆變器輸出電壓的反饋信號vo和反映逆變器輸出電流的反饋信號io的叉積以計算出反映逆變器無功功率的信號Q。
再者，於計算轉矩信號Te之前，需先計算出反映逆變器有功功率的信號P，此反映逆變器有功功率的信號P之計算公式如下：P=v o ˙i o ...公式3
如公式3所示，處理單元150根據反映逆變器輸出電壓的反饋信號vo和反映逆變器輸出電流的反饋信號io的點積以計算出反映逆變器有功功率的信號P。
另外，轉矩信號Te之計算公式如下：T e =P/ω n ...公式4
如公式4所示，處理單元150可將上述反映逆變器有功功率的信號P除以反映系統角頻率的信號ω n 得到反映逆變器有功功率的虛擬轉矩信號T e 。其中，上述角頻率信號既可以用額定角頻率，也可以用逆變器當前的輸出角頻率ω e 。
如第2圖所示，第一校正信號提供單元110包含第一校正信號產生單元112及第一比例單元Dp。上述第一校正信號產生單元112用以接收第一頻率控制信號ω1以及頻率設定信號ωset，以產生頻率偏差信號Sd。第一比例單元Dp用以接收頻率偏差信號Sd以產生反映有功功率校正信號的信號△P的轉矩校正信號△T。
請繼續參閱第2圖，第二校正信號提供單元130包含幅值計算單元Mag、第二校正信號產生單元132及第二比例單元Dq。上述幅值計算單元Mag用以根據逆變器輸出電壓反饋信號Vf以計算幅值信號Vod。第二校正信號產生單元132用以接收並比較幅值信號Vod及電壓設定信號Vset以產生電壓 偏差信號Sv。第二比例單元Dq用以接收電壓偏差信號Sv以產生反映無功功率校正信號的信號△Q。
在一實施例中，逆變器控制裝置100a更包含第一選擇單元160和第二選擇單元170。第一選擇單元160用於選取反映逆變器額定輸出電壓的頻率信號ωn或反映逆變器實際輸出電壓的頻率信號ωmg以作為頻率設定信號ωset。第二選擇單元170用於選取反映逆變器額定輸出電壓的幅值信號Vn或反映逆變器實際輸出電壓的幅值信號Vo作為電壓設定信號Vset。在另一實施例中，頻率設定信號ωset為反映逆變器額定輸出電壓的頻率信號ωn時，有功功率控制單元120處於下垂控制模式(Droop Operation Mode)。頻率設定信號ωset為反映逆變器實際輸出電壓的頻率信號ωmg時，有功功率控制單元120處於功率給定控制模式(Demand Operation Mode)。於再一實施例中，電壓設定信號Vset為反映逆變器額定輸出電壓的幅值信號Vn時，無功功率控制單元140處於下垂控制模式(Droop Operation Mode)。電壓設定信號Vset為反映逆變器實際輸出電壓的幅值信號Vo時，無功功率控制單元140處於功率給定控制模式(Demand Operation Mode)。本領域的技術人員應當理解，藉由第一選擇單元160可使有功功率控制單元120處於下垂控制模式或功率給定控制模式，以及藉由第二選擇單元170可使無功功率控制單元140處於下垂控制模式或功率給定控制模式，因此，在一些實施例中，可同時選擇頻率設定信號ωset以及電壓設定信號Vset，使得逆變器的有功功 率控制單元120與無功功率控制單元140處於下垂控制模式和功率給定控制模式的任意組合。
請參閱第2圖，無功功率控制單元140包含無功偏差產生單元142及電壓調節單元1/(ks)。上述無功偏差產生單元142用以接收無功功率設定信號Qset、反映逆變器無功功率的信號Q及反映無功功率校正的信號△Q，以產生無功功率偏差信號。電壓調節單元1/(ks)用以接收無功功率偏差信號以產生反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號E。在一實施例中，電壓調節單元1/(ks)可以是積分單元或比例積分單元。
第3圖係依照本發明再一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置100的詳細電路示意圖。相較於第2圖所示之逆變器控制裝置100a，在此之逆變器控制裝置100b的有功功率控制單元120更包含前饋計算單元Ge、第一調節單元124。上述前饋計算單元Gc用以接收加速度信號Sa以產生第二頻率控制信號Sf。第一調節單元124用以接收第一頻率控制信號ω1和第二頻率控制信號Sf以產生反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號ωe。此外，第二積分單元1/s更用以根據反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號ωe產生相位控制信號θe。
第4(a)圖和第4(b)圖分別示出逆變器輸出有功功率在不同下垂斜率參數時，未設置前饋計算單元與設有前饋計算單元時的動態響應曲線示意圖。在現有技術中，逆變器補償有功功率輸出的量受下垂斜率參數Dp的影響，通常可由用戶設定，例如，Dp越大，相同頻率偏差下補償的有功功率越大。然而，該參數不但影響下垂斜率，而且影響到逆變器輸出 的有功功率的動態回應，通常Dp越大輸出的有功功率追隨有功功率給定信號Pset的回應越慢，如第4(a)圖所示，在第1秒，有功功率設定信號Pset發生階躍，對應三種不同Dp的設定條件下，例如Dp3>Dp2>Dp1，逆變器有功功率P的回應時間Tp(定義為P第一次達到其穩態值的時間)分別為Tp3、Tp2、Tp1，且Tp3>Tp2>Tp1。當回應時間特別大時有可能無法滿足系統對逆變器的動態指標要求，因此無法兼顧下垂斜率和動態回應的雙重要求。相比之下，在上述第3圖所示的實施例中，在有功功率控制單元120中引入前饋計算單元Gc，讓用戶能夠獲得對下垂斜率和動態回應的獨立控制。例如，不同的Dp參數設定下，輸出的有功功率追隨功率給定信號Pset的回應時間可保持一致，如第4(b)圖所示。在與第4(a)圖中相同Dp的設定條件下，第4(b)圖的逆變器有功功率P的回應時間Tp保持一致，即Tp1=Tp2=Tp3。
再次參照第3圖，本發明還揭露了一種有功功率控制電路。該有功功率控制電路包括一驅動轉矩產生單元121、一第一疊加單元122、一第一積分單元1/(Js)、一前饋計算單元Gc、一第一調節單元124和一第二積分單元1/s。驅動轉矩產生單元121用以接收一有功功率設定信號Pset，並將該有功功率設定信號Pset除以一角頻率信號ωn以產生一驅動轉矩指令信號Tm。第一疊加單元122用以接收該驅動轉矩指令信號Tm、一轉矩信號Te及一轉矩校正信號△T，以產生一加速度信號Sa。第一積分單元1/(Js)用以接收該加速度信號Sa以產生 一第一頻率控制信號ω1。前饋計算單元Gc用以接收該加速度信號Sa以產生一第二頻率控制信號Sf。第一調節單元124用以接收該第一頻率控制信號ω1和該第二頻率控制信號Sf以產生一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號ωe。第二積分單元1/s用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號ωe以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe。
第5圖係依照本發明又一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置100的詳細電路示意圖。相較於第2圖所示之逆變器控制裝置100a，在此之逆變器控制裝置100c的有功功率控制單元120更包含第二調節單元126。上述第二調節單元126用以接收一頻率前饋信號ωffd，並根據頻率前饋信號ωffd和第一頻率控制信號ω1以調節反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號ωe。
第6(a)圖和第6(b)圖分別示出當電網電壓的頻率發生波動時，未設置頻率前饋單元與設有頻率前饋單元時的逆變器有功功率的動態相應曲線示意圖。有功功率控制單元處於功率給定模式(Demand Operation Mode)模式通常可以用於諸如可再生能源發電的最大功率點跟蹤(MPPT)控制，從而最大化發電量，而此時要求逆變裝置能穩定追蹤上位控制系統下達的功率指令。但是，當電網電壓的頻率發生變動時，現有的控制裝置輸出的電流或有功功率將會偏離其指令，意味著不能很好地追蹤最大功率點，甚至造成逆變器超載或過流故障停機。在上述第5圖的實施例中，在有功功率控制單元中引入頻率前饋信號ωffd，能夠使Demand控制模式對電網電壓頻率 的波動具有很好的魯棒性(或稱為穩定性)。第6(a)圖和第6(b)圖為逆變器輸出電流及有功功率在電網電壓的頻率變動時的動態回應，此時類比電網的頻率分別階躍1Hz，對於第6(a)圖未引入頻率前饋信號ωffd的控制裝置，其輸出電流或有功功率隨著電網頻率ω g 的變動相應地發生了波動。例如，輸出有功功率P隨著電網頻率ω g 的跳變產生了相應的上下跳變；而對於第6(b)圖引入頻率前饋信號的控制裝置(即第5圖的實施例加入頻率前饋信號ωffd)，雖然電網頻率ω g 發生了跳變，但輸出有功功率P相比較於第6(a)圖基本沒有跳變。有鑒於此，在有功功率控制單元中加入頻率前饋信號，可使得逆變器的輸出電流或有功功率不受電網電壓頻率變動的影響，仍能很好的追蹤功率指令，進而使Demand控制模式對電網電壓頻率的波動具有很好的魯棒性。
再次參照第5圖，本發明還揭露了一種有功功率控制電路。該有功功率控制電路包括一驅動轉矩產生單元121、一第一疊加單元122、一第一積分單元1/(Js)、一第二調節單元126和一第二積分單元1/s。驅動轉矩產生單元121用以接收一有功功率設定信號Pset，並將該有功功率設定信號Pset除以一角頻率信號ωn以產生一驅動轉矩指令信號Tm。第一疊加單元122用以接收該驅動轉矩指令信號Tm、一轉矩信號Te及一轉矩校正信號△T，以產生一加速度信號Sa。第一積分單元1/(Js)用以接收該加速度信號Sa以產生一第一頻率控制信號ω1。第二調節單元126用以接收一頻率前饋信號ωffd，並根據 該頻率前饋信號ωffd和該第一頻率控制信號ω1，輸出一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號ωe。第二積分單元1/s用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號ωe以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe。
第7圖係依照本發明另一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置100的詳細電路示意圖。相較於第2圖所示之逆變器控制裝置100a，在此之逆變器控制裝置100d的無功功率控制單元140更包含第三調節單元144，此第三調節單元144用以接收電壓前饋信號Vffd，並根據電壓前饋信號Vffd和無功功率偏差信號，以調節反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號E。
第8(a)圖和第8(b)圖分別示出當電網電壓的幅值發生波動時，未設置電壓前饋單元與設有電壓前饋單元時的逆變器無功功率的動態相應曲線示意圖。無功功率控制單元140處於Demand(Demand Operation Mode)模式時，通常要求裝置能穩定追蹤上位控制系統下達的無功功率指令。但是，當電網電壓的幅值發生變動時，現有的控制裝置輸出的電流或無功功率將會偏離其指令，甚至造成逆變器超載或過流故障停機。在上述第7圖的實施例中，在無功功率控制單元140中引入電壓前饋信號Vffd，能夠使Demand控制模式對電網電壓幅值的波動具有很好的魯棒性(或稱為穩定性)。第8(a)圖和第8(b)圖為逆變器輸出電流及無功功率在電網電壓幅值變動時的動態回應，此時類比電網的電壓幅值分別階躍10V，對於 第8(a)圖未引入電壓前饋信號Vffd的控制裝置，其輸出電流或無功功率隨著電網電壓幅值的變動相應地發生了波動，如第8(a)圖，輸出無功功率Q隨著電網電壓的跳變產生了相應的上下跳變；而對於第8(b)圖引入電壓前饋信號Vffd的控制裝置(即第7圖的實施例加入電壓前饋信號Vffd)，雖然電網電壓的幅值發生了跳變，但輸出無功功率Q相比較於第8(a)圖基本沒有跳變。有鑒於此，在無功功率控制單元140中加入電壓前饋信號Vffd，可使得逆變器的輸出電流或無功功率不受電網電壓幅值變動的影響，仍能很好的追蹤功率指令，進而使Demand控制模式對電網電壓幅值的波動具有很好的魯棒性。
再次參照第7圖，本發明還揭露了一種無功功率控制電路。該無功功率控制電路包括一無功偏差產生單元142、一電壓調節單元1/(ks)和一第四調節單元144。無功偏差產生單元142用以接收一無功功率設定信號Qset、一反映逆變器無功功率的信號Q及一反映無功功率校正信號的信號△T，以產生一無功功率偏差信號。電壓調節單元1/(ks)用以接收該無功功率偏差信號以產生反映逆變器輸出電壓幅值的一第一幅值控制信號E1。第四調節單元144用以接收一電壓前饋信號Vffd和反映逆變器輸出電壓幅值的該第一幅值控制信號E1，輸出反映該逆變器輸出電壓幅值的電壓幅值控制信號E。
第9圖係依照本發明再一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置100的詳細電路示意圖。需說明的是，第9圖所示之逆變器控制裝置100e係將第3圖、第5圖及第 7圖所示之逆變器控制裝置100b~100d進行整合。詳細而言，第9圖之逆變器控制裝置100e係將第3圖之前饋計算單元Gc技術、第5圖之頻率前饋信號ωffd技術及第7圖之電壓前饋信號Vffd技術進行整合，第9圖之逆變器控制裝置100e的操作方式已揭露於第3圖~第8圖之說明中，在此不作贅述。再者，本發明並不以第9圖所示之逆變器控制裝置100e為限，其僅用以例示性地說明第3圖、第5圖及第7圖之各種前饋技術的全體整合模式。於實現本發明時，可依照實際需求以將第3圖、第5圖及第7圖之各種前饋技術的其中兩者進行整合，例如將第3圖之前饋計算單元Gc技術及第5圖之頻率前饋信號ωffd技術進行整合，或者將第3圖之前饋計算單元Gc技術及第7圖之電壓前饋信號Vffd技術進行整合，抑或將第5圖之頻率前饋信號ωffd技術及第7圖之電壓前饋信號Vffd技術進行整合。
第10圖係依照本發明又一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置100的詳細電路示意圖。與第2圖不同的是，該逆變器控制裝置100不需計算轉矩信號，而是直接採用有功功率信號。對照第1圖所述之實施例，在本實施例中，逆變器控制裝置100i的有功功率控制單元120包含疊加單元122、第三積分單元1/(Hs)及第二積分單元1/s。上述疊加單元122用以接收反映有功功率校正信號的信號△P、有功功率設定信號Pset及反映逆變器有功功率的信號P以產生加速度信號Sa。第三積分單元1/(Hs)用以接收加速度信號Sa以產生第三頻率控制信號ω3。第二積分單元1/s用以接收第三頻率控制信號ω3以產生反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe。
如第10圖所示，逆變器控制裝置100i的第一校正信號提供單元110包含第一校正信號產生單元112及比例單元m’。在此，m’為反映有功功率-輸出電壓頻率的下垂特性的比例單元增益。較佳地，當m’等於Dpωn，且H等於Jωn時，第10圖與第2圖的有功功率控制單元是等效的。上述第一校正信號產生單元112用以接收第三頻率控制信號ω3以及頻率設定信號ωset以產生頻率偏差信號Sd。比例單元m’用以接收頻率偏差信號Sd以產生反映有功功率校正信號的信號△P。
第11圖係依照本發明另一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置100的詳細電路示意圖。相較於第10圖所示之逆變器控制裝置100i，在此之逆變器控制裝置100j的有功功率控制單元120更包含前饋計算單元Gc’及第六調節單元124。上述前饋計算單元Gc’用以接收加速度信號Sa以產生頻率控制信號Sf。第六調節單元124用以接收頻率控制信號Sf以及第三頻率控制信號ω3以產生反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號ωe。第二積分單元1/s接收反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號ωe以產生反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe。如前所述，在第11圖所示的實施例中，有功功率控制單元120中引入前饋計算單元Gc’，亦可讓用戶能夠獲得對下垂斜率和動態回應的獨立控制。例如，不同的m’參數設定下，輸出的有功功率追隨功率給定Pset的回應時間可保持一致。
第12圖係依照本發明再一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置100的詳細電路示意圖。相較於第10圖所示之逆變器控制裝置100i，在此之逆變器控制裝置100k 的有功功率控制單元120更包含第七調節單元126。前述第七調節單元126用以接收頻率前饋信號ωffd，並根據頻率前饋信號ωffd和第三頻率控制信號ω3以輸出反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號ωe。第二積分單元1/s接收反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號ωe以產生反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe。如前所述，在第12圖所示的實施例中，有功功率控制單元中加入頻率前饋信號ωffd，可使得逆變器的輸出電流或有功功率不受電網電壓頻率變動的影響，仍能很好的追蹤功率指令，進而使Demand控制模式對電網電壓頻率的波動具有很好的魯棒性。
第13圖係依照本發明又一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置100的詳細電路示意圖。需說明的是，第13圖所示之逆變器控制裝置1001係將第11圖~第12圖所示之逆變器控制裝置100j~100k進行整合。詳細而言，第13圖之逆變器控制裝置1001係將第11圖之前饋計算單元Gc’技術及第12圖之頻率前饋信號ωffd技術進行整合，第13圖之逆變器控制裝置1001的操作方式已揭露於第11圖~第12圖之說明中，在此不作贅述。
第14圖係依照本發明另一實施例繪示一種如第1圖所示之逆變器控制裝置100的詳細電路示意圖。相較於第13圖所示之逆變器控制裝置1001，在此之逆變器控制裝置100m的無功功率控制單元140除包含無功偏差產生單元142及電壓調節單元1/(ks)之外，更包含第三調節單元144。上述無功偏差產生單元142用以接收無功功率設定信號Qset、反映逆變器 無功功率的信號Q及反映無功功率校正信號的信號△Q，以產生無功功率偏差信號。電壓調節單元1/(ks)用以接收無功功率偏差信號以產生反映逆變器輸出電壓幅值的第一幅值控制信號。第四調節單元144用以接收電壓前饋信號Vffd，並根據電壓前饋信號Vffd和來自電壓調節單元1/(ks)的反映逆變器輸出電壓幅值的第一幅值控制信號，輸出反映該逆變器輸出電壓幅值的電壓幅值控制信號E。
第15圖係依照本發明再一實施例繪示一種逆變器控制裝置100n的示意圖。如圖所示，逆變器控制裝置100n包含有功功率控制單元120、校正信號提供單元130、無功功率控制單元140及處理單元150。此外，有功功率控制單元120包含疊加單元122、比例單元m、濾波單元、調節單元126及積分單元1/s。在一實施例中，上述濾波單元可為低通濾波器1/(τfs+1)，且低通濾波器的時間常數為τ f 。
於操作上，疊加單元122用以接收有功功率設定信號Pset及反映逆變器有功功率的信號P以產生加速度信號。比例單元m具有用以反映逆變器有功功率下垂特性的第一比例增益，比例單元m用以接收加速度信號，並輸出與所述加速度信號相對應的頻率信號。低通濾波器1/(τfs+1)與比例單元m串接並用以將所述頻率信號進行濾波處理，得到第一頻率控制信號。調節單元126用以接收第一頻率控制信號和頻率設定信號ωset以產生第二頻率控制信號ωe。積分單元1/s用以接收第二頻率控制信號ωe以產生反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe。
此外，校正信號提供單元130用以接收電壓設定信號Vset，並提供反映無功功率校正信號的信號△Q。無功功率控制單元140用以接收反映無功功率校正信號的信號△Q、無功功率設定信號Qset及反映逆變器無功功率的信號Q，以產生反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號E。處理單元150耦接至有功功率控制單元120與無功功率控制單元140，此處理單元150用以接收反映逆變器輸出電流的反饋信號io、反映逆變器輸出電壓的反饋信號vo、反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe、反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號E，以產生反映逆變器有功功率的信號P、反映逆變器無功功率的信號Q以及電壓指令信號OUT。需說明的是，第15圖之逆變器控制裝置100n的第一選擇單元160、第二選擇單元170、校正信號提供單元130及無功功率控制單元140的內部配置及其操作方式，皆類似於第2圖之逆變器控制裝置100a，為使本發明說明簡潔，在此不作贅述。
第16圖係依照本發明又一實施例繪示一種逆變器控制裝置100o的示意圖。如圖所示，逆變器控制裝置100o包含頻率設定信號產生單元110a、有功功率控制單元120、校正信號提供單元130、無功功率控制單元140及處理單元150。此外，有功功率控制單元120包含疊加單元122、比例單元m、濾波單元、調節單元126及積分單元1/s。在一實施例中，濾波單元可為超前滯後校正單元(τ c s+1)/(π f s+1)，且超前滯後校正單元的極點為1/τ f ，零點為1/τ c 。
於操作上，疊加單元122用以接收有功功率設定信號Pset及反映逆變器有功功率的信號P以產生加速度信號。比例單元m具有用以反映逆變器有功功率下垂特性的第一比例增益，比例單元m用以接收加速度信號，並輸出與所述加速度信號相對應的頻率信號。超前滯後校正單元(τ c s+1)/(τ f s+1)與比例單元m串接並將所述頻率信號進行濾波處理，得到第一頻率控制信號。調節單元126用以接收第一頻率控制信號和頻率設定信號ωset以產生第二頻率控制信號ωe。積分單元1/s用以接收第二頻率控制信號ωe以產生反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe。
再者，校正信號提供單元130用以接收電壓設定信號Vset，並提供反映無功功率校正信號的信號△Q。無功功率控制單元140用以接收反映無功功率校正信號的信號△Q、無功功率設定信號Qset及反映逆變器無功功率的信號Q，以產生反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號E。處理單元150耦接至有功功率控制單元120與無功功率控制單元140，此處理單元150用以接收反映逆變器輸出電流的反饋信號io、反映逆變器輸出電壓的反饋信號vo、反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θe、反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號E，以產生反映逆變器有功功率的信號P、反映逆變器無功功率的信號Q以及電壓指令信號OUT。需說明的是，第16圖之逆變器控制裝置100o的第一選擇單元160、第二選擇單元170、校正信號提供單元130及無功功率控制單元140的內部配置及其操作方式， 皆類似於第2圖之逆變器控制裝置100a，為使本發明說明簡潔，在此不作贅述。
第17圖係依照本發明另一實施例繪示一種逆變器控制裝置100f的示意圖。如圖所示，逆變器控制裝置100f包含第一校正信號提供單元110、有功功率控制單元120、第二校正信號提供單元130、無功功率控制單元140及處理單元150。於操作上，第一校正信號提供單元110用以提供反映有功功率校正信號的信號△P。有功功率控制單元120用以接收並計算反映有功功率校正信號的信號△P、有功功率設定信號Pset及反映逆變器有功功率信號的信號P，以產生反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θr。第二校正信號提供單元130用以提供反映無功功率校正信號的信號△Q。無功功率控制單元140用以接收並計算反映無功功率校正信號的信號△Q、無功功率設定信號Qset及反映逆變器無功功率的信號Q，以產生虛擬勵磁控制信號Ψf。處理單元150耦接至有功功率控制單元120與無功功率控制單元140，此處理單元150用以接收並計算反映逆變器輸出電流的反饋信號io、反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θr及虛擬勵磁控制信號Ψf，以產生反映逆變器有功功率信號的信號P、反映逆變器無功功率的信號Q以及電壓指令信號OUT。
請參閱第17圖，在一實施例中，無功功率控制單元140包含無功偏差產生單元142及勵磁調節單元1/(kfs)。無功偏差產生單元142用以接收反映無功功率校正信號的信號△Q、無功功率設定信號Qset及反映逆變器無功功率的信號 Q，以產生無功功率偏差信號。勵磁調節單元(可為積分或比例積分)1/(kfs)用以接收無功功率偏差信號以產生虛擬勵磁控制信號Ψf。
請參閱第17圖，在另一實施例中，反映逆變器有功功率信號的信號P為虛擬轉矩信號Te，反映有功功率校正信號的信號△P為轉矩校正信號△T。上述有功功率控制單元120包含驅動轉矩產生單元1/ωn、疊加單元122、第二積分單元1/(Js)及第三積分單元1/s。於操作上，驅動轉矩產生單元1/ωn用以接收有功功率設定信號Pset，並將有功功率設定信號Pset除以角頻率信號ωn以產生驅動轉矩信號Tm。疊加單元122用以接收並計算驅動轉矩信號Tm、虛擬轉矩信號Te及轉矩校正信號△T以產生加速度信號Sa。第二積分單元1/(Js)用以接收並積分加速度信號Sa以產生角頻率控制信號ωr。第三積分單元1/s用以接收並積分角頻率控制信號ωr以產生反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θr。
請參照第17圖，在此例示性地對處理單元150之各項輸出參數的計算方式進行說明。上述處理單元150之輸出參數包含電壓指令信號OUT、虛擬轉矩信號Te及反映逆變器無功功率的信號Q。
首先，電壓指令信號OUT之計算公式如下：e *=ω n ψ f ∠(θ r +π/2)...公式5
如公式5所示，處理單元150根據反映系統角頻率的信號ω n 、反映逆變器輸出電壓幅值的虛擬勵磁控制信號ψ f 和反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θr以計算出電壓指 令信號OUT，此電壓指令信號OUT可為交流電壓指令信號e*。其中，反映系統角頻率的信號ω n 既可以用額定角頻率，也可以用反映逆變器當前的輸出角頻率的角頻率控制信號ω r 。
其次，虛擬轉矩信號Te之計算公式如下：
如公式6所示，處理單元150根據反映逆變器輸出電流的反饋信號io和虛擬勵磁控制信號的叉積以計算出反映逆變器有功功率的虛擬轉矩信號T e 。其中，。
再者，反映逆變器無功功率的信號Q之計算公式如下：
如公式7所示，處理單元150根據交流電壓指令信號e*和反映逆變器輸出電流的回饋信號io的叉積以計算出反映逆變器無功功率的信號Q。
請參閱第17圖，在又一實施例中，有功功率控制單元120更包含前饋計算單元Gc及第二調節單元124。前饋計算單元Gc用以接收並計算加速度信號Sa以產生頻率控制信號Sf。第二調節單元124用以接收頻率控制信號Sf以調節角頻率控制信號ωr及反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θr。
請參閱第17圖，於再一實施例中，第一校正信號提供單元110包含第一校正信號產生單元112及第一比例單元D)p。第一校正信號產生單元112用以接收並計算角頻率控制信號ωr以及頻率設定信號ωset以產生頻率偏差信號Sd。第一比 例單元Dp用以接收並計算頻率偏差信號Sd以產生轉矩校正信號△T。
請參閱第17圖，在另一實施例中，第二校正信號提供單元130包含幅值計算單元Mag、第二校正信號產生單元132及第二比例單元Dq。幅值計算單元Mag用以根據逆變器輸出電壓反饋信號Vf以計算幅值信號Vod。第二校正信號產生單元132用以接收並比較幅值信號Vod及電壓設定信號Vset以產生電壓偏差信號Sv。第二比例單元Dq用以接收並計算電壓偏差信號Sv以產生反映無功功率校正信號的信號△Q。
第18圖係依照本發明再一實施例繪示一種逆變器控制裝置100g的示意圖。相較於第17圖所示之逆變器控制裝置100f，在此之逆變器控制裝置100g的有功功率控制單元120未包含前饋計算單元Gc及第二調節單元124，而是包含第一調節單元126。此第一調節單元126用以接收頻率前饋信號ωffd以調節角頻率控制信號ωr，並藉由積分單元1/s輸出反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θr。
第19圖係依照本發明又一實施例繪示一種逆變器控制裝置100h的示意圖。需說明的是，第19圖所示之逆變器控制裝置100h係將第17圖~第18圖所示之逆變器控制裝置100f~100g進行整合。詳細而言，第19圖之逆變器控制裝置100h係將第17圖之前饋計算單元Gc技術及第18圖之頻率前饋信號ωffd技術進行整合。如第19圖所示，逆變器控制裝置100h之有功功率控制單元120更包含第一調節單元126、前饋計算單元Gc及第二調節單元124。第一調節單元126用以接收 頻率前饋信號ωffd和積分單元1/Js輸出的第一頻率控制信號以產生一第三頻率控制信號。前饋計算單元Gc用以接收並計算加速度信號Sa以產生頻率控制信號Sf。第二調節單元124用以接收頻率控制信號Sf和第三頻率控制信號，輸出反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號ωr。積分單元1/s接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號，以產生反映逆變器輸出電壓相位的角度控制信號θr。
請參閱第19圖，在此之逆變器控制裝置100h的無功功率控制單元140更包含第三調節單元148，此第三調節單元148用以接收勵磁前饋信號Ψffd，並根據勵磁前饋信號Ψffd和無功功率偏差信號，以調節虛擬勵磁控制信號Ψf。類似於第7圖所示之電壓前饋技術原理，當無功功率控制單元處於Demand(Demand Operation Mode)模式時，通常要求裝置能穩定追蹤上位控制系統下達的無功功率指令。但是，當電網電壓的幅值發生變動時，現有的控制裝置輸出的電流或無功功率將會偏離其指令，甚至造成逆變器超載或過流故障停機。在上述第19圖的實施例中，在無功功率控制單元中引入勵磁前饋信號Ψffd，能夠使Demand控制模式對電網電壓幅值的波動具有很好的魯棒性(或稱為穩定性)。未採用勵磁前饋信號與採用勵磁前饋信號時的逆變器無功功率的動態相應曲線請參閱第8(a)圖和第8(b)圖，其結果之描述請一併參閱第8(a)圖和第8(b)圖之說明，在此不作贅述。有鑒於此，在無功功率控制單元中加入勵磁前饋信號Ψffd，可使得逆變器的輸出電流或無功功率不受電網電壓幅值變動的影響，仍能很好的追蹤 功率指令，進而使Demand控制模式對電網電壓幅值的波動具有很好的魯棒性。
第20圖係依照本發明一實施例繪示一種控制信號產生系統200的示意圖。如圖所示，控制信號產生系統200包含逆變器控制裝置210及脈衝寬度調變單元220，此逆變器控制裝置210可為上述各實施例所述之逆變器控制裝置100~100o。於操作上，脈衝寬度調變單元220用以根據逆變器控制裝置210產生之電壓指令信號OUT以產生開關信號SW，並根據開關信號SW以控制逆變器中的複數個開關元件。
第21圖係依照本發明另一實施例繪示一種控制信號產生系統200a的示意圖。相較於第20圖所示之控制信號產生系統200，在此之控制信號產生系統200a更包含電壓控制單元230。於操作上，電壓控制單元230用以接收逆變器控制裝置210之電壓指令信號OUT及反映逆變器輸出電壓的反饋信號vo，並根據電壓指令信號OUT及反映逆變器輸出電壓的反饋信號vo以進行閉環控制而產生第一電壓指令信號OUT1。脈衝寬度調變單元220根據第一電壓指令信號OUT1以產生開關信號SW，並根據開關信號SW以控制逆變器中的該些開關元件。
第22圖係依照本發明再一實施例繪示一種控制信號產生系統200b的示意圖。相較於第21圖所示之控制信號產生系統200a，在此之控制信號產生系統200b更包含調節單元240，此調節單元240用以接收電壓指令信號OUT以調節第一電壓指令信號OUT1而產生第二電壓指令信號OUT2。
由上述本發明實施方式可知，應用本發明具有下列優點。本發明實施例藉由提供一種控制信號產生系統及其逆變器控制裝置，屬於電壓源型並網技術，並採用受控電壓源特性並網(類似於電力系統中的同步發電機)以與電網的電壓和頻率一併調節，從而提高電網的穩定性。此外，本發明實施例提出的控制信號產生系統及其逆變器控制裝置可同時相容並網模式和獨立模式，無須切換控制架構，且並離網切換過程中負載供電不受幹擾，以實現電網與微網間的無縫切換。
雖然上文實施方式中揭露了本發明的具體實施例，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不悖離本發明之原理與精神的情形下，當可對其進行各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧逆變器控制裝置
110‧‧‧第一校正信號提供單元
120‧‧‧有功功率控制單元
130‧‧‧第二校正信號提供單元
140‧‧‧無功功率控制單元
150‧‧‧處理單元

Claims (44)

  1. 一種逆變器控制裝置，包含：一第一校正信號提供單元，用以接收一頻率設定信號，並提供一反映有功功率校正信號的信號；一有功功率控制單元，用以接收該反映有功功率校正信號的信號、一有功功率設定信號及一反映逆變器有功功率的信號，以產生一反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號；一第二校正信號提供單元，用以接收一電壓設定信號，並提供一反映無功功率校正信號的信號；一無功功率控制單元，用以接收該反映無功功率校正信號的信號、一無功功率設定信號及一反映逆變器無功功率的信號，以產生一反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號，其中該反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號為一電壓幅值控制信號；以及一處理單元，用以接收一反映逆變器輸出電流的反饋信號、一反映逆變器輸出電壓的反饋信號、反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號、反映該逆變器輸出電壓幅值的控制信號，以產生反映該逆變器有功功率的信號、反映該逆變器無功功率的信號以及一電壓指令信號。
  2. 如請求項1所述之逆變器控制裝置，其中反映該逆變器有功功率的信號為一轉矩信號，反映該有功功率校正信號的信號為一轉矩校正信號，其中該有功功率控制單元包含： 一驅動轉矩產生單元，用以接收該有功功率設定信號，並將該有功功率設定信號除以一角頻率信號以產生一轉矩指令信號；一第一疊加單元，用以接收該轉矩指令信號、該轉矩信號及該轉矩校正信號，以產生一加速度信號；以及一第一積分單元，用以接收該加速度信號以產生一第一頻率控制信號。
  3. 如請求項2所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元還包含：一第二積分單元，用以接收該第一頻率控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
  4. 如請求項2所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元更包含：一前饋計算單元，用以接收該加速度信號以產生一第二頻率控制信號；一第一調節單元，用以接收該第一頻率控制信號和該第二頻率控制信號以產生一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
  5. 如請求項2所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元更包含：一第二調節單元，用以接收一頻率前饋信號，並根據該頻率前饋信號和該第一頻率控制信號，輸出一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
  6. 如請求項2所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元更包含：一前饋計算單元，用以接收該加速度信號以產生一第二頻率控制信號；一第二調節單元，用以接收一頻率前饋信號和該第一頻率控制信號以產生一第三頻率控制信號；一第三調節單元，用以接收該第二頻率控制信號和該第三頻率控制信號，輸出一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
  7. 如請求項4至6中任意一項所述之逆變器控制裝置，其中該無功功率控制單元包含：一無功偏差產生單元，用以接收該無功功率設定信號、該反映逆變器無功功率的信號及該反映無功功率校正信號的信號，以產生一無功功率偏差信號；一電壓調節單元，用以接收該無功功率偏差信號以產生反映逆變器輸出電壓幅值的第一幅值控制信號；以及一第四調節單元，用以接收一電壓前饋信號，並根據該電壓前饋信號和該反映逆變器輸出電壓幅值的第一幅值控制信號，輸出該電壓幅值控制信號。
  8. 如請求項2所述之逆變器控制裝置，其中該第一校正信號提供單元包含：一第一校正信號產生單元，用以接收該第一頻率控制信號以及該頻率設定信號，以產生一頻率偏差信號；以及一第一比例單元，用以接收該頻率偏差信號以產生反映該有功功率校正信號的該轉矩校正信號。
  9. 如請求項1所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元包含：一第二疊加單元，用以接收該反映有功功率校正信號的信號、該有功功率設定信號及反映該逆變器有功功率的信號以產生一加速度信號； 一第三積分單元，用以接收該加速度信號以產生一第三頻率控制信號。
  10. 如請求項9所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元還包含：一第二積分單元，用以接收該第三頻率控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
  11. 如請求項9所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元更包含：一前饋計算單元，用以接收該加速度信號以產生一第二頻率控制信號；一第六調節單元，用以接收該第三頻率控制信號和該第二頻率控制信號以產生一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
  12. 如請求項9所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元更包含： 一第七調節單元，用以接收一頻率前饋信號，並根據該頻率前讀信號和該第三頻率控制信號，輸出一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
  13. 如請求項9所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元更包含：一前饋計算單元，用以接收該加速度信號以產生一第二頻率控制信號；一第七調節單元，用以接收一頻率前饋信號和該第三頻率控制信號以產生一第四頻率控制信號；一第八調節單元，用以接收該第二頻率控制信號和該第四頻率控制信號，輸出一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
  14. 如請求項11至13中任意一項所述之逆變器控制裝置，其中該無功功率控制單元包含： 一無功偏差產生單元，用以接收該無功功率設定信號、該反映逆變器無功功率的信號及該反映無功功率校正信號的信號，以產生一無功功率偏差信號；一電壓調節單元，用以接收該無功功率偏差信號以產生反映逆變器輸出電壓幅值的第一幅值控制信號；以及一第四調節單元，用以接收一電壓前饋信號，並根據該電壓前饋信號和該反映逆變器輸出電壓幅值的第一幅值控制信號，輸出該電壓幅值控制信號。
  15. 如請求項9所述之逆變器控制裝置，其中該第一校正信號提供單元包含：一第一校正信號產生單元，用以接收該第三頻率控制信號以及該頻率設定信號以產生一頻率偏差信號；以及一第三比例單元，用以接收該頻率偏差信號以產生該反映有功功率校正信號的信號。
  16. 如請求項1所述之逆變器控制裝置，其中該第二校正信號提供單元包含：一幅值計算單元，用以根據一逆變器輸出電壓反饋信號以計算一幅值信號；一第二校正信號產生單元，用以接收並比較該幅值信號及該電壓設定信號以產生一電壓偏差信號；以及 一第二比例單元，用以接收該電壓偏差信號以產生該反映無功功率校正信號的信號。
  17. 如請求項1所述之逆變器控制裝置，更包含一第一選擇單元和一第二選擇單元，其中該第一選擇單元用於選取一反映逆變器額定輸出電壓的頻率信號或一反映逆變器實際輸出電壓的頻率信號作為該頻率設定信號；其中該第二選擇單元用於選取一反映逆變器額定輸出電壓的幅值信號或一反映逆變器實際輸出電壓的幅值信號作為該電壓設定信號。
  18. 如請求項17所述之逆變器控制裝置，其中該頻率設定信號為反映逆變器額定輸出電壓的頻率信號時，該有功功率控制單元處於下垂控制模式(Droop Operation Mode)；其中該頻率設定信號為反映逆變器實際輸出電壓的頻率信號時，該有功功率控制單元處於功率給定控制模式(Demand Operation Mode)。
  19. 如請求項17所述之逆變器控制裝置，其中該電壓設定信號為反映逆變器額定輸出電壓的幅值信號時，該無功功率控制單元處於下垂控制模式(Droop Operation Mode)；其中該電壓設定信號為反映逆變器實際輸出電壓的幅值信號時，該無功功率控制單元處於功率給定控制模式(Demand Operation Mode)。
  20. 一種逆變器控制裝置，包含：一有功功率控制單元，用以接收一有功功率設定信號及一反映逆變器有功功率的信號，以產生一反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號；一校正信號提供單元，用以接收一電壓設定信號，並提供一反映無功功率校正信號的信號；一無功功率控制單元，用以接收該反映無功功率校正信號的信號、一無功功率設定信號及一反映逆變器無功功率的信號，以產生一反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號，其中該反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號為一電壓幅值控制信號；以及一處理單元，用以接收一反映逆變器輸出電流的反饋信號、一反映逆變器輸出電壓的反饋信號、反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號、反映該逆變器輸出電壓幅值的控制信號，以產生反映該逆變器有功功率的信號、反映該逆變器無功功率的信號以及一電壓指令信號。
  21. 如請求項20所述之逆變器控制裝置，其特徵在於，該有功功率控制單元包括：一疊加單元，用以接收該有功功率設定信號及該反映該逆變器有功功率的信號以產生一加速度信號； 一第一比例單元，具有用以反映該逆變器有功功率下垂特性的一第一比例增益，該第一比例單元用以接收該加速度信號，並輸出與所述加速度信號相對應的頻率信號；一濾波單元，與所述第一比例單元串接，用以將所述頻率信號進行濾波處理，得到一第一頻率控制信號；一第一調節單元，用以接收該第一頻率控制信號和該頻率設定信號以產生一第二頻率控制信號；以及一積分單元，用以接收該第二頻率控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
  22. 如請求項21所述之逆變器控制裝置，其中該濾波單元為一低通濾波器或一超前滯後校正單元。
  23. 如請求項20所述之逆變器控制裝置，其中該無功功率控制單元包含：一無功偏差產生單元，用以接收該無功功率設定信號、該反映該逆變器無功功率的信號及該反映無功功率校正信號的信號，以產生一無功功率偏差信號；以及一電壓調節單元，用以接收該無功功率偏差信號以產生該電壓幅值控制信號。
  24. 如請求項20所述之逆變器控制裝置，其中該無功功率控制單元包含： 一無功偏差產生單元，用以接收該無功功率設定信號、該反映逆變器無功功率的信號及該反映無功功率校正信號的信號，以產生一無功功率偏差信號；一電壓調節單元，用以接收該無功功率偏差信號以產生反映逆變器輸出電壓幅值的第一幅值控制信號；以及一第二調節單元，用以接收一電壓前饋信號，並根據該電壓前饋信號和該反映逆變器輸出電壓幅值的第一幅值控制信號，輸出該電壓幅值控制信號。
  25. 如請求項20所述之逆變器控制裝置，其中該校正信號提供單元包含：一幅值計算單元，用以根據一逆變器輸出電壓反饋信號以計算一幅值信號；一校正信號產生單元，用以接收並比較該幅值信號及該電壓設定信號以產生一電壓偏差信號；以及一第二比例單元，用以接收該電壓偏差信號以產生該反映無功功率校正信號的信號。
  26. 一種逆變器控制裝置，包含：一第一校正信號提供單元，用以接收一頻率設定信號，並提供一反映有功功率校正信號的信號；一有功功率控制單元，用以接收該反映有功功率校正信號的信號、一有功功率設定信號及一反映逆變器有功功率的 虛擬轉矩信號，以產生一反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號；一第二校正信號提供單元，用以接收一電壓設定信號，並提供一反映無功功率校正信號的信號；一無功功率控制單元，用以接收該反映無功功率校正信號的信號、一無功功率設定信號及一反映逆變器無功功率的信號，以產生一反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號，其中該反映逆變器輸出電壓幅值的控制信號為一虛擬勵磁控制信號；以及一處理單元，用以接收一反映逆變器輸出電流的反饋信號、反映該逆變器輸出電壓相位的虛擬電機轉子角度控制信號、反映該逆變器輸出電壓幅值的控制信號，以產生反映該逆變器有功功率的虛擬轉矩信號、反映該逆變器無功功率的信號以及一電壓指令信號。
  27. 如請求項26所述之逆變器控制裝置，其中該無功功率控制單元包含：一無功偏差產生單元，用以接收該無功功率設定信號、該反映該逆變器無功功率的信號及該反映無功功率校正信號的信號，以產生一無功功率偏差信號；一勵磁調節單元，用以接收該無功功率偏差信號以產生反映逆變器輸出電壓幅值的第一勵磁控制信號；以及 一第五調節單元，用以接收一勵磁前饋信號，並根據該勵磁前饋信號和該第一勵磁控制信號，輸出該虛擬勵磁控制信號。
  28. 如請求項26所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元包含：一驅動轉矩產生單元，用以接收該有功功率設定信號，並將該有功功率設定信號除以一角頻率信號以產生一轉矩指令信號；一第一疊加單元，用以接收該轉矩指令信號、該反映逆變器有功功率的虛擬轉矩信號及該反映有功功率校正信號的信號，以產生一加速度信號；一第一積分單元，用以接收該加速度信號以產生一第一頻率控制信號。
  29. 如請求項28所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元還包含：一第二積分單元，用以接收該第一頻率控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的虛擬電機轉子角度控制信號。
  30. 如請求項28所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元更包含： 一前饋計算單元，用以接收該加速度信號以產生一第二頻率控制信號；一第一調節單元，用以接收該第一頻率控制信號和該第二頻率控制信號以產生一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的虛擬電機轉子角度控制信號。
  31. 如請求項28所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元更包含：一第二調節單元，用以接收一頻率前饋信號，並根據該頻率前饋信號和該第一頻率控制信號，輸出一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的虛擬電機轉子角度控制信號。
  32. 如請求項28所述之逆變器控制裝置，其中該有功功率控制單元更包含：一前饋計算單元，用以接收該加速度信號以產生一第二頻率控制信號； 一第二調節單元，用以接收一頻率前饋信號和該第一頻率控制信號以產生一第三頻率控制信號；一第三調節單元，用以接收該第二頻率控制信號和該第三頻率控制信號，輸出一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的虛擬電機轉子角度控制信號。
  33. 如請求項30至32中任意一項所述之逆變器控制裝置，其中該無功功率控制單元包含：一無功偏差產生單元，用以接收該無功功率設定信號、該反映逆變器無功功率的信號及該反映無功功率校正信號的信號，以產生一無功功率偏差信號；一勵磁調節單元，用以接收該無功功率偏差信號以產生反映逆變器輸出電壓幅值的第一勵磁控制信號；以及一第五調節單元，用以接收一勵磁前饋信號，並根據該勵磁前饋信號和該第一勵磁控制信號，輸出該虛擬勵磁控制信號。
  34. 如請求項28所述之逆變器控制裝置，其中該第一校正信號提供單元包含： 一第一校正信號產生單元，用以接收一第一頻率控制信號以及該頻率設定信號，以產生一頻率偏差信號；以及一第一比例單元，用以接收該頻率偏差信號以產生反映該有功功率校正信號的一轉矩校正信號。
  35. 一種控制信號產生系統，包含：如請求項1、20和26中任意一項所述之逆變器控制裝置；以及一脈衝寬度調變單元，用以根據該逆變器控制裝置產生之電壓指令信號以產生一開關信號，並根據該開關信號以控制一逆變器中的複數個開關元件。
  36. 如請求項35所述之控制信號產生系統，更包含：一電壓控制單元，用以接收該逆變器控制裝置之電壓指令信號及反映逆變器輸出電壓的反饋信號，並根據該電壓指令信號及該反映逆變器輸出電壓的反饋信號以進行閉環控制而產生一第一電壓指令信號；其中該脈衝寬度調變單元根據該第一電壓指令信號以產生該開關信號，並根據該開關信號以控制該逆變器中的該些開關元件。
  37. 如請求項36所述之控制信號產生系統，更包含： 一調節單元，用以接收該電壓指令信號及該第一電壓指令信號以產生一第二電壓指令信號；其中該脈衝寬度調變單元根據該第二電壓指令信號以產生該開關信號，並根據該開關信號以控制該逆變器中的該些開關元件。
  38. 一種有功功率控制電路，包含：一第一疊加單元，用以接收一有功功率設定信號、一反映有功功率校正信號的信號及一反映逆變器有功功率的信號，以產生一加速度信號；一第一積分單元，用以接收該加速度信號以產生一第一頻率控制信號；一前饋計算單元，用以接收該加速度信號以產生一第二頻率控制信號；一第一調節單元，用以接收該第一頻率控制信號和該第二頻率控制信號以產生一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
  39. 一種有功功率控制電路，包含： 一第一疊加單元，用以接收一有功功率設定信號、一反映有功功率校正信號的信號及一反映逆變器有功功率的信號，以產生一加速度信號；一第一積分單元，用以接收該加速度信號以產生一第一頻率控制信號；一第二調節單元，用以接收一頻率前饋信號，並根據該頻率前饋信號和該第一頻率控制信號，輸出一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
  40. 一種有功功率控制電路，包含：一第一疊加單元，用以接收一有功功率設定信號、一反映有功功率校正信號的信號及一反映逆變器有功功率的信號，以產生一加速度信號；一第一積分單元，用以接收該加速度信號以產生一第一頻率控制信號；一前饋計算單元，用以接收該加速度信號以產生一第二頻率控制信號；一第二調節單元，用以接收一頻率前饋信號和該第一頻率控制信號以產生一第三頻率控制信號； 一第三調節單元，用以接收該第二頻率控制信號和該第三頻率控制信號，輸出一反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號；以及一第二積分單元，用以接收該反映逆變器輸出電壓頻率的控制信號以產生反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號。
  41. 一種無功功率控制電路，包含：一無功偏差產生單元，用以接收一無功功率設定信號、一反映逆變器無功功率的信號及一反映無功功率校正信號的信號，以產生一無功功率偏差信號；一電壓調節單元，用以接收該無功功率偏差信號以產生反映逆變器輸出電壓幅值的一第一幅值控制信號；以及一第四調節單元，用以接收一電壓前饋信號和該反映逆變器輸出電壓幅值的第一幅值控制信號，輸出反映該逆變器輸出電壓幅值的電壓幅值控制信號。
  42. 如請求項41所述之無功功率控制電路，更包含：一處理單元，用以接收一反映逆變器輸出電流的反饋信號、一反映逆變器輸出電壓的反饋信號、一反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號、一反映該逆變器輸出電壓幅值的電壓幅值控制信號，以產生一反映該逆變器有功功率的信號、反映該逆變器無功功率的信號以及一電壓指令信號。
  43. 一種無功功率控制電路，包含：一無功偏差產生單元，用以接收一無功功率設定信號、一反映逆變器無功功率的信號及一反映無功功率校正信號的信號，以產生一無功功率偏差信號；一勵磁調節單元，用以接收該無功功率偏差信號以產生反映逆變器輸出電壓幅值的第一勵磁控制信號；以及一第五調節單元，用以接收一勵磁前饋信號和該反映逆變器輸出電壓幅值的第一勵磁控制信號，輸出反映該逆變器輸出電壓幅值的虛擬勵磁控制信號。
  44. 如請求項43所述之無功功率控制電路，更包含：一處理單元，用以接收一反映逆變器輸出電流的反饋信號、一反映逆變器輸出電壓的反饋信號、一反映該逆變器輸出電壓相位的角度控制信號、一反映該逆變器輸出電壓幅值的控制信號，以產生一反映該逆變器有功功率的信號、反映該逆變器無功功率的信號以及一電壓指令信號。
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