的最大電壓，V為逆變器輸出實際電壓，kv為電壓-無 功下垂系數。
[0036] 3)將逆變器輸出電壓相位與電網相位同步調節模塊8輸出信號△ P與功率轉換計 算模塊7的有功功率輸出信號P'相加送入輸出虛擬電壓相位計算模塊9,計算獲得逆變器 虛擬輸出電壓的相位Θ，將功率轉換計算模塊7的無功功率輸出信號Q'送入輸出虛擬電 壓幅值計算模塊10,獲得逆變器虛擬輸出電壓的幅值V。
[0037] 功率轉換計算模塊7計算公式為：
式中Z = R+j · X，其中R為逆變器虛擬輸出阻抗，X = coL為逆變器濾波電感感抗。
[0038] 逆變器輸出電壓相位與電網相位同步調節模塊8計算公式為：
(^0,式中％和Vci分別為電網電壓和逆變器實際輸出 電壓，^為相位調整系數，ω。為低通濾波器轉折頻率。
[0039] 4)將虛擬輸出電壓的相位Θ和幅值V送入虛擬電壓合成模塊11生成逆變器虛擬 輸出電壓。，將逆變器電感電流與逆變器虛擬輸出電壓V 送入調制信號計算模塊 12,獲得逆變器調制信號
[0040] 輸出虛擬電壓相位計算模塊9計算公式為
式中Pit= P' +ΛΡ，k ω、1?ρ分別為角頻率調節系數和有功調節系數，ω。為電網角頻率。
輸出虛擬電壓幅值計算模塊Κ)計算公式為士 （8)，式中K為無 功調節系數。
[0042] 虛擬電壓合成模塊11計算公式為
[0043] 調制信號計算模塊12計算公式為Vm= V rab。-iub。· R (10)，式中R為負載電阻。
[0044] 5)將調制信號Vni與載波信號V。一同送入調制模塊，調制模塊產生控制逆變器功 率開關的控制信號D。
[0045] 為說明本發明的正確性和可行性，對所提出的基于虛擬輸出阻抗的三相逆變器控 制方法進行了仿真實驗驗證，其中仿真分為單臺逆變器運行和四臺逆變器并聯運行兩種情 況。仿真參數為：電網電壓相電壓幅值257V，輸入直流電壓800V，輸出濾波電感0. 15mH，濾 波電容600uF，額定輸出功率分別為IOOkW和50kW，負載電阻R為0. 2Ω。
[0046] (1)單臺逆變器運行時：
[0047] 圖2為逆變器離網模式與并網模式相切換時，電網電流iga與逆變器輸出電流i。3波形的仿真波形，其中在t = 0. 8s時刻逆變器由離網模式切換到并網模式，在t = I. 2s時 刻逆變器再由并網模式切換回離網模式。
[0048] 圖2給出的仿真波形顯示，基于本發明的控制方法下，單臺逆變器很好得實現了 在并網模式、離網模式下的穩定運行，同時在離網模式與并網模式之間實現了無縫切換，切 換瞬間沒有發生電流過沖現象。
[0049] (2)兩臺逆變器并聯運行時：
[0050] 圖3為兩臺逆變器并聯運行在離網模式與并網模式相切換時，電網電流iga和兩臺 逆變器輸出電流iMl、iM2的仿真波形，其中在t = 0. 8s時刻逆變器并聯系統由離網模式切 換到并網模式，在t = I. 2s時刻逆變器并聯系統再由并網模式切換回離網模式。
[0051] 圖3給出的仿真波形顯示，基于本發明的控制方法下，兩臺逆變器并聯運行時同 樣很好得實現了在并網模式、離網模式下的穩定運行，同時在離網模式與并網模式之間均 實現了無縫切換。
[0052] 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形 也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種基于虛擬輸出阻抗的三相逆變器控制裝置，其特征是，包括三相逆變器主電 路、均設置在三相逆變器主電路上的用于并網的開關、電網模塊、電流測量模塊；還包括輸 出虛擬有功功率計算模塊、輸出虛擬無功功率計算模塊、調制信號計算模塊、調制模塊、頻 率-有功功率下垂控制調節模塊、電壓-無功功率下垂控制調節模塊、功率轉換計算模塊、 逆變器輸出電壓相位與電網相位同步調節模塊、輸出虛擬電壓相位計算模塊、輸出虛擬電 壓幅值計算模塊和虛擬電壓合成模塊； 所述電流測量模塊和虛擬電壓合成模塊的輸出端均連接輸出虛擬有功功率計算模塊、 輸出虛擬無功功率計算模塊和調制信號計算模塊； 所述調制信號計算模塊的輸出端連接有調制模塊； 所述輸出虛擬有功功率計算模塊和頻率-有功功率下垂控制調節模塊的輸出端連接 功率轉換計算模塊的一個輸入端； 所述輸出虛擬無功功率計算模塊和電壓-無功功率下垂控制調節模塊的輸出端連接 功率轉換計算模塊的另一個輸入端； 所述功率轉換計算模塊的一個輸出端和逆變器輸出電壓相位與電網相位同步調節模 塊的輸出端連接輸出虛擬電壓相位計算模塊； 所述功率轉換計算模塊的另一個輸出端連接輸出虛擬電壓幅值計算模塊； 所述輸出虛擬電壓相位計算模塊和輸出虛擬電壓幅值計算模塊的輸出端連接虛擬電 壓合成模塊； 所述調制信號計算模塊用于產生逆變器調制信號的； 所述調制模塊用于產生驅動功率開關控制信號，調制模塊的輸出端與三相逆變器主電 路相連接。2. -種基于權利要求1所述的基于虛擬輸出阻抗的三相逆變器控制裝置的控制方法， 其特征是，包括如下步驟： 1) 將通過采樣獲得的三相逆變器輸出濾波電感電流和虛擬電壓合成模塊產生的 逆變器虛擬輸出電壓vMb。送入輸出虛擬有功功率計算模塊和輸出虛擬無功功率計算模塊， 計算獲得相應的逆變器虛擬輸出有功功率P。和無功功率q。； 2) 通過頻率-有功功率下垂控制調節模塊和電壓-無功功率下垂控制調節模塊分別獲 得逆變器有功功率指令值Praf和無功功率指令值Q，將逆變器虛擬輸出有功功率P。和無 功功率q。分別與對應的有功功率指令值P和無功功率指令值Q進行比較，并將比較后 的值送入功率轉換計算模塊； 3) 將逆變器輸出電壓相位與電網相位同步調節模塊輸出信號AP與功率轉換計算模 塊的有功功率輸出信號P'相加送入輸出虛擬電壓相位計算模塊，計算獲得逆變器虛擬輸 出電壓的相位9,將功率轉換計算模塊的無功功率輸出信號Q'送入輸出虛擬電壓幅值計 算模塊，獲得逆變器虛擬輸出電壓的幅值V; 4) 將虛擬輸出電壓的相位0和幅值V送入虛擬電壓合成模塊生成逆變器虛擬輸出電 壓。，將逆變器電感電流與逆變器虛擬輸出電壓^ab。送入調制信號計算模塊，獲得逆 變器調制信號Vni; 5) 將調制信號Vni與載波信號V。一同送入調制模塊，調制模塊產生控制逆變器功率開 關的控制信號D。
【專利摘要】本發明公開了一種基于虛擬輸出阻抗的三相逆變器控制裝置及其方法，其特征是，包括三相逆變器主電路、用于并網的開關、電網模塊、電流測量模塊；還包括輸出虛擬有功功率計算模塊、輸出虛擬無功功率計算模塊、調制信號計算模塊、調制模塊、頻率-有功功率下垂控制調節模塊、電壓-無功功率下垂控制調節模塊、功率轉換計算模塊、逆變器輸出電壓相位與電網相位同步調節模塊、輸出虛擬電壓相位計算模塊、輸出虛擬電壓幅值計算模塊和虛擬電壓合成模塊。本發明所達到的有益效果：本發明實現單臺及多臺逆變器并聯系統運行在并網模式、離網模式，以及可實現離網、并網兩種模式的無縫切換功能，確保逆變器系統安全可靠運行。
【IPC分類】H02J3/44
【公開號】CN105226724
【申請號】CN201510732599
【發明人】鐘旭, 韋徵, 王彤, 宋飛
【申請人】南京南瑞太陽能科技有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月30日