[发明专利]一种区域配网逆变器的相位同步系统

说明书

本发明属于电力设备控制技术领域，具体涉及一种区域配网逆变器的相位同步系统。该系统将集中控制器设置在区域供电入口处进行电压相位测量，基于该测量结果对逆变器进行锁相同步，获取更准确的同步结果。集中控制器通过通信时标计数器建立电压相位和通信时标的对应关系，借助通信网络将相位同步帧发送给逆变控制器，逆变控制器则基于其通信物理层接收器的处理实现通信时标锁相同步，由此结合本地锁相结果恢复本地同步电压相位，并依此进行PWM控制，为区域配电网系统中逆变器的群控运行提供可靠、稳定的瞬时同步相位；减小同步相位误差的同时采用连续的本地同步瞬时电压相位数据输出，方便PWM调制瞬时控制，避免区域内的交流逆变器的运行振荡故障。

技术领域

本发明属于电力设备控制技术领域，具体涉及一种区域配网逆变器的相位同步系统。

背景技术

随着光伏、风电等新能源设备、储能设备等设备的大量应用，接入电网交流侧的交直流变换逆变器或者交流交流变换的多台逆变器之间的群体协调同步控制成为非常严峻的问题。

传统逆变器以接入点的电压相位作为脉冲调制PWM信号计算的依据，这种方式是以接入点对应电网侧阻抗很小，可以忽略为前提，由此可以视接入点电压是不含干扰的、并且稳定的。但是，由于现在区域配电网系统中交流逆变器的安装数量越来越多，一方面输电线路到交流逆变器之间的变压器、线路以及开关阻抗不容忽视，另一方面逆变器自身运行的PWM调制控制方式就会产生谐波干扰，影响逆变器交流接入点的电压质量，导致逆变器自身运行输出不稳定，影响输出性能。

比如，传统的基于电压过零的相位锁相方法，由于电压过零点易受谐波干扰，无法准确获取，因此所获得的电压相位可靠性较低。而基于电压波形的相位锁相方法，也会因为电压幅值的干扰造成相位输出波动。更严重地，区域配电网系统中交流逆变器如果基于其交流接入点的电压受到自身或者其他设备的干扰，同步相位出现误差，该相位误差进一步在逆变器控制逻辑中构成正反馈，导致控制系统振荡，逆变过程完全失效，出现严重故障事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种区域配网逆变器的相位同步系统，用于解决现有的区域配网逆变器的相位同步易受线路干扰，相位误差较大，导致逆变控制出现振荡故障的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种区域配网逆变器的相位同步系统，包括集中控制器和逆变控制器；或者，包括集中控制器、逆变控制器和中继器；

其中，集中控制器设置在区域供电入口处，至少包括交流电压锁相部分、时标计数器以及物理层发送器；交流电压锁相部分用于对测量的区域供电入口处的电压相位进行相位锁定，获取瞬时电压相位；时标计数器用于生成锁定瞬时相位所对应的时标计数值以及集中控制器物理层发送时标计数值；物理层发送器用于按照设定的通信间隔将锁定的瞬时相位按照相位同步帧格式直接或者通过中继器发送给逆变控制器；

所述相位同步帧通信信号至少包括帧控制部分，该帧控制部分包括集中控制器物理层发送时标计数值、锁定瞬时相位所对应的时标计数值、瞬时电压相位和工频周期时钟点数；

所述逆变控制器至少包括本地计数器、物理层接收器、时标锁相部分、同步相位计算部分以及PWM调制部分；物理层接收器用于获得并解析来自集中控制器或中继器的相位同步帧通信信号，当解析出帧控制部分信息时，立即产生锁定信号发送给逆变控制器的本地计数器，本地计数器用于获取中继器的本地计数器锁定的本地计数值，设为本地计数值；时标锁相部分用于根据所述本地计数值和物理层接收器解析的帧控制部分信息，计算得到逆变控制器的本地时标锁相计数；同步相位计算部分用于根据物理层接收器解析的帧控制部分信息，计算得到对应本地时标锁相计数的本地同步瞬时电压相位；PWM调制部分用于根据所述本地同步瞬时电压相位，产生PWM脉宽调制控制信号输出。