[发明专利]一种逆变器无缝切换控制方法和装置

说明书

本发明提供一种逆变器无缝切换控制方法和装置，获取逆变器并网开关两侧的电压，并计算逆变器的角频率无缝切换补偿量和电压幅值无缝切换补偿量；确定逆变器输出电压参考值；基于所述逆变器输出电压参考值调整逆变器的输出电压，对逆变器进行离网到并网的无缝切换，本发明基于逆变器的角频率无缝切换补偿量和电压幅值无缝切换补偿量实现逆变器进行离网到并网的无缝切换，避免使用锁相环，不会引入负阻尼效应，弱电网下逆变器离并网切换过程不会受到较大的电流冲击，避免出现电压畸变，在稳定控制直流母线电压的同时，能够准确快速地追踪电网频率，实现逆变器与电网的自同步，抑制了功率尖峰及振荡稳定性强。

技术领域

本发明涉及并网发电技术领域，具体涉及一种逆变器无缝切换控制方法和装置。

背景技术

在微网中，并网和离网两种运行模式是体现微网技术及经济优势的关键，因此逆变器的无缝平滑切换技术是保证微网在并网和离网两种运行模式间平稳过渡的关键技术。逆变器作为微网系统与电力系统接口的主要电力电子装置正得到广泛的使用。但是逆变器的主电路是由脆弱的电力电子器件组成，抗过压过流能力弱。若逆变器采用同步发电机拖入同步的方法并网，其并网瞬间产生的冲击电流可能会对电力电子器件以及磁性元件造成严重的损害。同时微网系统采用经济的集中发电、远距离输电模式使得电网包含较大线路阻抗而呈现弱电网特性。现有技术中并网逆变器在预同步的环节通常使用锁相环获得电网电压的幅值和相位，从而和电网保持同步，这样会在控制系统中再次引入锁相环。锁相环作为逆变器与电网保持同步的传统同步单元，采用锁相环会引入负阻尼效应，导致随着锁相环带宽增加，弱电网下逆变器离并网切换过程中受到较大的电流冲击，且电压会产生畸变，稳定性差。

发明内容

为了克服上述现有技术中稳定性差的不足，本发明提供一种逆变器无缝切换控制方法，包括：

获取逆变器并网开关两侧的电压，并基于获取的电压计算逆变器的角频率无缝切换补偿量和电压幅值无缝切换补偿量；

基于所述角频率无缝切换补偿量和电压幅值无缝切换补偿量确定逆变器输出电压参考值；

基于所述逆变器输出电压参考值调整逆变器的输出电压，并基于调整后的电压对逆变器进行离网到并网的无缝切换。

所述基于获取的电压计算逆变器的角频率无缝切换补偿量和电压幅值无缝切换补偿量，包括：

基于所述逆变器并网开关两侧的电压计算逆变器的虚拟有功功率和虚拟无功功率；

基于所述虚拟有功功率和虚拟无功功率计算逆变器的角频率无缝切换补偿量和电压幅值无缝切换补偿量。

所述基于所述角频率无缝切换补偿量和电压幅值无缝切换补偿量确定逆变器输出电压参考值，包括：

基于所述角频率无缝切换补偿量和电压幅值无缝切换补偿量确定逆变器输出电压参考值的相位和幅值；

基于所述相位和幅值确定逆变器输出电压参考值。

所述基于所述逆变器输出电压参考值调整逆变器的输出电压，并基于调整后的电压对逆变器进行离网到并网的无缝切换，包括：

将逆变器输出电压参考值作为调制波与载波相比较，生成PWM信号，并基于所述PWM信号调整逆变器的输出电压；

基于调整后的电压重新计算逆变器的虚拟有功功率和虚拟无功功率；

当重新计算的虚拟有功功率和虚拟无功功率同时为0时，闭合逆变器的并网开关，并将角频率无缝切换补偿量和电压幅值无缝切换补偿量置为0，实现逆变器从离网到并网的无缝切换。

所述逆变器的虚拟有功功率和虚拟无功功率按下式计算：