一种逆变器与外部电网的同步方法、装置、逆变器和计算机存储介质 |
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| 申请号 | CN201710752804.0 | 申请日 | 2017-08-28 | 公开(公告)号 | CN107425547A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 国网江苏省电力公司徐州供电公司; 南京南瑞继保电气有限公司; 南京南瑞继保工程技术有限公司; 国家电网公司; | 发明人 | 陈刚; 李旭; 丁勇; 蒋顺平; 胡凯; 石祥建; 刘为群; | ||||
| 摘要 | 本 发明 实施例 公开了一种逆变器与外部 电网 的同步方法，包括：在逆变器与外部电网断开的情况下，采集逆变器的三相 输出 电压 和外部电网的 三相电压 ；获取所述逆变器的 角 频率 偏移量，根据所述角 频率偏移 量确定所述逆变器的相角；根据所述逆变器的相角，将所述逆变器的三相输出电压和所述外部电网的三相电压变换为同步旋转 坐标系 下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压；确定同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压之间的误差，根据所述误差控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行。本发明实施例还同时公开了一种逆变器与外部电网的同步装置、逆变器和计算机存储介质。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种逆变器与外部电网的同步方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种逆变器与外部电网的同步方法、装置、逆变器和计算机存储介质 技术领域[0001] 本发明涉及逆变器与外部电网的同步，尤其涉及一种逆变器与外部电网的同步方法、装置、逆变器和计算机存储介质。 背景技术[0002] 逆变器在与外部电网断开的情况下，即离网状态下是以电压源方式运行的，此时逆变器的控制器输出的是电压幅值、频率和相角，在实际应用中，在离网状态下输出的电压幅值、频率和相角可能与外部电网存在误差，那么，当误差比较大的情况下逆变器直接并入外部电网运行，可能会引起瞬时功率和电流冲击，甚至过流保护跳闸，因此在离网状态下转入并网状态时，可以对逆变器的相角进行控制，以达到逆变器与外部电网同步运行的目的。 [0003] 然而，目前常用的对逆变器的相角进行控制的方法是先对电网电压的幅值、频率和相角进行检测，逆变器逐步调节至与外部电网同步后，再并入外部电网，其中，频率和相角的检测需要用到复杂的锁相运算，这样，会增加逆变器的控制器的负载率，而且锁相运算存在延迟、参数匹配、系统扰动等多种不利影响，也就是说，现有的逆变器相角控制方法使得逆变器由离网状态并入外部电网时存在效率低下的技术问题。 发明内容[0004] 有鉴于此，本发明实施例期望提供一种逆变器与外部电网的同步方法、装置、逆变器和计算机存储介质，旨在提高逆变器由离网状态并入外部电网时的效率。 [0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的： [0006] 第一方面，本发明实施例提供一种逆变器与外部电网的同步方法，包括：在逆变器与外部电网断开的情况下，采集所述逆变器的三相输出电压和所述外部电网的三相电压；获取所述逆变器的角频率偏移量，根据所述角频率偏移量确定所述逆变器的相角；根据所述逆变器的相角，将所述逆变器的三相输出电压和所述外部电网的三相电压变换为同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压；确定同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压之间的误差，根据所述误差控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行。 [0007] 在上述方案中，所述获取逆变器的角频率偏移量，根据所述角频率偏移量确定所述逆变器的相角，包括：根据同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压调用设定算法，得到所述逆变器的角频率偏移量；根据所述角频率偏移量，确定所述逆变器的角频率；对所述逆变器的角频率进行积分运算，得到所述逆变器的相角。 [0008] 在上述方案中，所述根据所述逆变器的角频率偏移量，确定所述逆变器的角频率，包括：确定所述逆变器在离网状态下的控制参数，根据所述离网状态下的控制参数控制所述逆变器运行；将所述逆变器根据离网状态下的控制参数运行时对应的角频率确定为所述逆变器的原始角频率；将所述逆变器的原始角频率与所述逆变器的角频率偏移量之和，确定为所述逆变器的角频率。 [0009] 在上述方案中，所述确定同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压之间的误差，根据所述误差控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行，包括：将同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压的每个分量与对应的同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压的每个分量之差的绝对值，确定为同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压之间的误差；根据所述误差与设定阈值之间的关系，控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行。 [0010] 在上述方案中，所述根据所述误差与设定阈值之间的关系，控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行，包括：当所述误差中每个分量之差的绝对值均小于所述设定阈值中对应的值时，按照设定的延迟时间进行延迟后，控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行；当所述误差中每个分量之差的绝对值至少存在一个大于等于所述设定阈值中对应的值时，重新获取逆变器的角频率偏移量，根据所述角频率偏移量确定所述逆变器的相角，并重新根据所述逆变器的相角，将所述逆变器的三相输出电压和所述外部电网的三相电压变换为同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压，并重新确定同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压之间的误差，根据所述误差控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行。 [0011] 在上述方案中，在确定同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压之间的误差，根据所述误差控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行之后，所述方法还包括：将所述逆变器的角频率偏移量设定为0；确定所述逆变器在并网状态下的控制参数，根据所述并网状态下的控制参数控制所述逆变器运行；将所述逆变器根据并网状态下的控制参数运行时对应的角频率确定为所述逆变器的原始角频率；将所述逆变器的原始角频率与所述逆变器的角频率偏移量之和，确定为所述逆变器的角频率；对所述逆变器的角频率进行积分运算，得到所述逆变器的相角。 [0012] 第二方面，本发明实施例提供一种逆变器与外部电网的同步装置，包括：采集模块，用于在逆变器与外部电网断开的情况下，采集所述逆变器的三相输出电压和所述外部电网的三相电压；确定模块，用于获取所述逆变器的角频率偏移量，根据所述角频率偏移量确定所述逆变器的相角；变换模块，用于根据所述逆变器的相角，将所述逆变器的三相输出电压和所述外部电网的三相电压变换为同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压；同步模块，用于确定同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压之间的误差，根据所述误差控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行。 [0013] 在上述方案中，所述确定模块，具体用于：根据同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压调用设定算法，得到所述逆变器的角频率偏移量；根据所述角频率偏移量，确定所述逆变器的角频率；对所述逆变器的角频率进行积分运算，得到所述逆变器的相角。 [0014] 在上述方案中，所述确定模块根据所述逆变器的角频率偏移量，确定所述逆变器的角频率，包括：确定所述逆变器在离网状态下的控制参数，根据所述离网状态下的控制参数控制所述逆变器运行；将所述逆变器根据离网状态下的控制参数运行时对应的角频率确定为所述逆变器的原始角频率；将所述逆变器的原始角频率与所述逆变器的角频率偏移量之和，确定为所述逆变器的角频率。 [0015] 在上述方案中，所述同步模块，具体用于：将同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压的每个分量与对应的同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压的每个分量之差的绝对值，确定为同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压之间的误差；根据所述误差与设定阈值之间的关系，控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行。 [0016] 在上述方案中，所述同步模块根据所述误差与设定阈值之间的关系，控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行，包括：当所述误差中每个分量之差的绝对值均小于所述设定阈值中对应的值时，按照设定的延迟时间进行延迟后，控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行；当所述误差中每个分量之差的绝对值至少存在一个大于等于所述设定阈值中对应的值时，重新获取逆变器的角频率偏移量，根据所述角频率偏移量确定所述逆变器的相角，并重新根据所述逆变器的相角，将所述逆变器的三相输出电压和所述外部电网的三相电压变换为同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压，并重新确定同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压之间的误差，根据所述误差控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行。 [0017] 在上述方案中，所述装置还用于：在确定同步旋转坐标系下的所述逆变器的电压和同步旋转坐标系下的所述外部电网的电压之间的误差，根据所述误差控制所述逆变器与所述外部电网同步，转入并网运行之后，将所述逆变器的角频率偏移量设定为0；确定所述逆变器在并网状态下的控制参数，根据所述并网状态下的控制参数控制所述逆变器运行；将所述逆变器根据并网状态下的控制参数运行时对应的角频率确定为所述逆变器的原始角频率；将所述逆变器的原始角频率与所述逆变器的角频率偏移量之和，确定为所述逆变器的角频率；对所述逆变器的角频率进行积分运算，得到所述逆变器的相角。 [0018] 第三方面，本发明提供一种逆变器，所述逆变器包括：逆变电路和所述逆变器的控制器，其中，所述逆变电路与所述逆变器的控制器相连接；所述逆变电路用于将接收到的直流电转换成交流电；所述逆变器的控制器包括：处理器、存储器及通信总线；所述通信总线用于实现处理器和存储器的之间的链接通信；所述处理器用于执行存储器中存储的逆变器与外部电网的同步程序，以实现如上述一个或多个实施例中所述的逆变器与外部电网的同步方法的步骤。 [0019] 第四方面，本发明提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有逆变器与外部电网的同步程序，所述逆变器与外部电网的同步程序被处理器执行时实现如上述一个或多个实施例中所述的逆变器与外部电网的同步方法的步骤。 [0020] 本发明实施例所提供的一种逆变器与外部电网的同步方法、装置、逆变器和计算机存储介质，首先，在逆变器与外部电网断开的情况下，采集逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压，获取逆变器的角频率偏移量，根据角频率偏移量确定逆变器的相角，这样，通过获取角频率偏移量来确定逆变器的相角，避免了现有确定逆变器的相角中所用到的复杂的锁相运算，简化了确定逆变器相角的方法，然后，根据逆变器的相角，将逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压变换为同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压，最后，确定同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压之间的误差，根据误差控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行；也就是说，本发明实施例中，通过简化确定逆变器的相角的方法，消除了现有的逆变器相角控制方法使得逆变器由离网状态并入外部电网时存在效率低下的技术问题，从而提高了逆变器由离网状态并入外部电网时的效率。附图说明 [0021] 图1为本发明实施例中逆变器与外部电网的同步方法的流程示意图； [0022] 图2为本发明实施例中逆变器与外部电网的同步方法的一种可选的流程示意图； [0023] 图3为本发明实施例中逆变器与外部电网的同步方法的另一种可选的流程示意图； [0024] 图4为本发明实施例中逆变器与外部电网的同步方法的又一种可选的流程示意图； [0025] 图5为本发明实施例中逆变器与外部电网的同步装置的结构示意图； [0026] 图6为本发明实施例中逆变器的结构示意图； [0027] 图7为本发明实施例中计算机存储介质的结构示意图。 具体实施方式[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。 [0029] 本发明实施例提供一种逆变器与外部电网的同步方法，图1为本发明实施例中逆变器与外部电网的同步方法的流程示意图；该方法应用于逆变器的控制器中，如图1所示，该逆变器与外部电网的同步方法包括： [0030] S101：在逆变器与外部电网断开的情况下，采集逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压； [0031] 当逆变器处于离网状态下需要并入外部电网时，逆变器的控制器先采集逆变器的三相输出电压Uia，Uib，Uic，逆变器的控制器通过电压传感器采集外部电网的三相电压Uga，Ugb，Ugc，上述逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压均为三相静止坐标系下的电压。 [0032] S102：获取逆变器的角频率偏移量，根据角频率偏移量确定逆变器的相角； [0033] 在S101中采集到逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压后，为了实现逆变器与外部电网的同步运行，首先得确定出逆变器的相角，在一种可选的实施例中，图2为本发明实施例中逆变器与外部电网的同步方法的一种可选的流程示意图；如图2所示，S102可以包括： [0034] S201：根据同步旋转坐标系下的外部电网的电压调用设定算法，得到逆变器的角频率偏移量； [0035] 这里，在S201中，先要确定出同步旋转坐标系下的外部电网的电压，为了确定出同步旋转坐标系下的外部电网的电压，要对外部电网的三相电压Uga、Ugb、Ugc进行克拉克(CLARK)变换，得到二相静止坐标系下的外部电网的电压Ugα、Ugβ，然后对二相静止坐标系下的外部电网的电压Ugα、Ugβ进行派克(PARK)变换，得到同步旋转坐标系下的外部电网的电压Ugd、Ugq，其中，Ugq是与角度相关的电压值。 [0036] 逆变器的控制器通过角频率调节器根据Ugq调用设定算法，可以得到逆变器的角频率偏移量，其中，角频率调节器可以为比例积分(PI，Proportional Integral)调节器或者比例积分微分(PID，Proportional Integral Differential)调节器，当角频率调节器使用的是PI调节器时，设定算法为PI算法，当角频率调节器使用的是PID调节器时，设定算法为PID算法。 [0037] 至此，便确定出了逆变器的角频率偏移量。 [0038] S202：根据角频率偏移量，确定逆变器的角频率； [0039] 在S201中确定出逆变器的角频率偏移量之后，需要确定逆变器的角频率，为了确定出逆变器的角频率，在一种的可选的实施例中，S202可以包括： [0040] 确定逆变器在离网状态下的控制参数，根据离网状态下的控制参数控制逆变器运行；将逆变器根据离网状态下的控制参数运行时对应的角频率确定为逆变器的原始角频率；将逆变器的原始角频率与逆变器的角频率偏移量之和，确定为逆变器的角频率。 [0041] 其中，在逆变器与外部电网还未同步，转入并网运行之前，逆变器处于离网状态，那么在离网状态下逆变器的控制参数有两种，一种是按照指定的电压和频率的控制参数运行，该控制参数下运行的模式称为恒压恒频(VF)模式，另一种是按照虚拟同步发电机运行的控制参数，该控制参数下运行的模式称为虚拟同步电机(VSG，Virtual Synchronous Generator)模式，逆变器的控制器可以通过人工设定或者自动设定的方式来选择离网状态下的控制参数，逆变器的控制器根据离网状态下的控制参数控制逆变器运行。 [0042] 这里，逆变器的控制器将逆变器根据离网状态下的控制参数运行时对应的角频率确定为原始角频率，该原始角频率是未经角频率调节器进行调节补偿的角频率，为了对逆变器的原始角频率进行调节补偿，将逆变器的原始角频率与逆变器的角频率偏移量之和，确定为逆变器的角频率。 [0043] 这样，便得到了逆变器的角频率。 [0044] S203：对逆变器的角频率进行积分运算，得到逆变器的相角。 [0045] 具体来说，S203中，计算逆变器的角频率在时间上的定积分，从而得到了逆变器的相角。 [0046] S103：根据逆变器的相角，将逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压变换为同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压； [0047] 在得到逆变器的相角之后，为了实现逆变器与外部电网之间的同步，转入并网运行，需要根据确定出的逆变器的相角，对逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压进行坐标转换。 [0048] 具体来说，逆变器的控制器分别对逆变器的三相输出电压Uia、Uib、Uic和外部电网的三相电压Uga、Ugb、Ugc进行CLARK变换，得到二相静止坐标系下的逆变器的电压Uiα、Uiβ和二相静止坐标系下的外部电网的电压Ugα、Ugβ，然后对二相静止坐标系下的逆变器的电压Uiα，Uiβ和二相静止坐标系下的外部电网的电压Ugα、Ugβ分别进行PARK变换，得到同步旋转坐标系下的逆变器的电压Uid、Uiq和外部电网的电压Ugd、Ugq。 [0049] S104：确定同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压之间的误差，根据误差控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行。 [0050] 为了控制逆变器与外部电网的同步，转入并网运行，在具体实施过程中，图3为本发明实施例中逆变器与外部电网的同步方法的另一种可选的流程示意图；如图3所示，S104可以包括： [0051] S301：将同步旋转坐标系下的逆变器的电压的每个分量与对应的同步旋转坐标系下的外部电网的电压的每个分量之差的绝对值，确定为同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压之间的误差； [0052] 具体来说，在得到同步旋转坐标系下的逆变器的电压Uid、Uiq和外部电网的电压Ugd、Ugq之后，逆变器的控制器计算|Ugd-Uid|和|Ugq-Uiq|，并将|Ugd-Uid|和|Ugq-Uiq|确定为同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压之间的误差。 [0053] S302：根据误差与设定阈值之间的关系，控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行。 [0054] 在S301中，确定出同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压之间的误差包括|Ugd-Uid|和|Ugq-Uiq|之后，为了控制逆变器与外部电网的同步，转入并网运行，在具体实施过程中，S302可以包括： [0055] 当误差中的每个分量之差的绝对值均小于设定阈值中对应的值时，按照设定的延迟时间进行延迟后，控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行； [0056] 当误差中每个分量之差的绝对值至少存在一个大于等于设定阈值中对应的值时，重新获取逆变器的角频率偏移量，根据角频率偏移量确定逆变器的相角，并重新根据逆变器的相角，将逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压变换为同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压，并重新确定同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压之间的误差，根据误差控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行。 [0057] 具体来说，上述设定阈值可以包括第一设定阈值和第二设定阈值，举例来说，逆变器的控制器判断逆变器与外部电网是否满足同步运行的条件称为同期判断，当|Ugd-Uid|小于第一设定阈值，且|Ugq-Uiq|小于第二设定阈值，说明逆变器与外部电网已经满足同步运行的条件，逆变器得到同期出口允许并网信号，则经过设定的延迟时间进行延迟后，允许同期出口，即控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行。 [0058] 当|Ugd-Uid|大于等于第一设定阈值，或者|Ugq-Uiq|大于等于第二设定阈值时，说明逆变器与外部电网不满足同步运行的条件，需要逆变器的控制器重新通过角频率调节器调节得到逆变器的角频率偏移量，重新执行同期判断，直至逆变器与外部电网同步，转入并网运行。 [0059] 其中，上述设定阈值和设定的延迟时间可以采用分级的方式，例如，设定阈值可以使用1级同期限值，那么延迟时间对应为1级同期延时，设定阈值还可以使用2级同期限值，那么延迟时间对应为2级同期延时…设定阈值使用n级同期限值，那么延迟时间对应为n级同期延时，其中，上述1级同期限值小于2级同期限值，上述1级同期延时小于2级同期延时，以此类推。 [0060] 另外，当逆变器与外部电网同步，转入并网运行之后，为了使得逆变器与外部电网在同步运行的过程中不在受到逆变器的角频率偏移量的影响，在一种可选的实施例中，S104之后，上述方法还可以包括： [0061] 将逆变器的角频率偏移量设定为0；确定逆变器在并网状态下的控制参数，根据并网状态下的控制参数控制逆变器运行；将逆变器根据并网状态下的控制参数运行时对应的角频率确定为逆变器的原始角频率；将逆变器的原始角频率与逆变器的角频率偏移量之和，确定为逆变器的角频率；对逆变器的角频率进行积分运算，得到逆变器的相角。 [0062] 其中，在逆变器与外部电网同步，转入并网运行之后，为了保证逆变器时刻高精度与外部电网保持同步，在具体实施过程中，逆变器处于并网状态，在并网状态下的控制参数有两种，一种是按照虚拟同步发电机运行的控制参数，该控制参数下运行的模式称为VSG模式，另一种是按照有功、有功解耦方式的控制参数，该控制参数下运行的模式称为有功无功(PQ)模式，逆变器的控制器可以通过人工设定或者自动设定的方式来选择好并网状态下的控制参数，逆变器的控制器根据离网状态下的控制参数控制逆变器运行时将逆变器的角频率确定为逆变器的原始角频率，由于逆变器的控制器将逆变器的角频率偏移量设定为0，这样使得逆变器的控制器不在对逆变器的原始角频率进行调节补偿，可以将逆变器的原始角频率直接确定为逆变器的角频率，最后对逆变器的角频率在时间上进行定积分运算，从而得到逆变器的相角，以便逆变器与外部电网同步，转入并网运行时使用。 [0063] 下面举实例来对逆变器与外部电网的同步方法中一个或多个实施例进行说明。 [0064] 图4为本发明实施例中逆变器与外部电网的同步方法的又一种可选的流程示意图，如图4所示，逆变器的控制器采集逆变器的三相输出电压Uia、Uib、Uic，逆变器的控制器通过电压传感器采集外部电网的三相电压Uga、Ugb、Ugc，对外部电网的三相电压Uga、Ugb、Ugc先进行CLARK变换得到二相静止坐标系下的外部电网的电压Ugα、Ugβ，然后对二相静止坐标系下的外部电网的电压Ugα、Ugβ进行PARK变换，得到同步旋转坐标系下的外部电网的电压Ugd、Ugq，角频率调节器根据Ugq调用设定算法得到逆变器的角频率偏移量Δω，逆变器的控制器通过角频率调节器获取Δω，然后根据设定的当前逆变器在离网状态下的运行模式，例如，选择VF模式时，确定出VF模式时对应的逆变器的角频率为原始角频率ωVF，选择VSG模式时，确定出VSG模式时对应的逆变器的角频率为原始角频率ωVSG，将角频率偏移量与原始角频率之和确定为逆变器的角频率ωINV，然后对ωINV在时间区间上进行积分运算，得到逆变器的相角θINV，根据θINV分别对经过CLARK变换的逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压，继续进行PARK变换，得到同步旋转坐标系下的逆变器的电压Uid、Uiq和外部电网的电压Ugd、Ugq。 [0065] 然后，逆变器的控制器计算|Ugd-Uid|和|Ugq-Uiq|，进行同期判断，即与同期限值(相当于上述设定阈值)进行比较，这里可以使用1级同期限值，延迟时间对应为1级同期延时，还可以使用2级同期限值，延迟时间对应为2级同期延时…使用n级同期限值，延迟时间对应为n级同期延时，其中，上述1级同期限值小于2级同期限值，上述1级同期延时小于2级同期延时，以此类推。 [0066] 经过比较，当逆变器的控制器选取1级同期限值和1级同期延时时，逆变器的控制器比较|Ugd-Uid|和|Ugq-Uiq|是否均小于1级同期限值，在均小于1级同期限值中对应的值时，说明逆变器与外部电网已经满足同步运行的条件，逆变器得到同期出口允许并网信号，则经过1级同期延时进行延迟后，允许同期出口，即控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行。 [0067] 当逆变器的控制器选取1级同期限值和1级同期延时时，逆变器的控制器比较|Ugd-Uid|和|Ugq-Uiq|是否均小于1级同期限值，在至少有一个值大于等于1级同期限值中对应的值时，说明逆变器与外部电网不满足同步运行的条件，需要重新通过逆变器的角频率调节器调节得到逆变器的角频率偏移量，重新执行同期判断，直至逆变器与外部电网同步，转入并网运行。 [0068] 其中，在逆变器与外部电网，转入并网同步之后，逆变器处于并网状态，设定逆变器的角频率偏移量为0，确定当前逆变器在并网状态下的运行模式，例如，选择VSG模式时，确定出VSG模式时对应的逆变器的角频率为原始角频率ωVSG，选择PQ模式时，确定出PQ模式时对应的逆变器的角频率为原始角频率ωPLL，将角频率偏移0与原始角频率之和，确定为逆变器的角频率ωINV，然后对ωINV在时间区间上进行积分运算，得到逆变器的相角θINV，以便逆变器与外部电网同步，转入并网运行时使用。 [0069] 在上述实例中，逆变器将外部电网的三相电压转换为的同步旋转坐标系下得到其相应的q轴分量Ugq，通过角频率调节器对逆变器离网状态运行时的相角进行实时快速调节，使逆变器时刻高精度与外部电网保持同步，并通过“同期判断”检验同期状况，从而实现无冲击离/并网切换，由离网状态切换到并网状态时，无需对电网电压锁相，在VF模式和VSG模式下，整个逆变器的控制器完全无需锁相环，避免了相角控制中复杂的锁相运算及其带来的延时、参数适用性等不确定性影响，本发明“同期判断”基于外部电网电压在逆变器同步旋转坐标系下的电网电压Ugd、Ugq与逆变器的电压Uid、Uiq的误差，既保证了幅值匹配又能保证频率和相角同步，方案简单，容易实现。 [0070] 本发明实施例所提供的一种逆变器与外部电网的同步方法，首先，在逆变器与外部电网断开的情况下，采集逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压，获取逆变器的角频率偏移量，根据角频率偏移量确定逆变器的相角，这样，通过获取角频率偏移量来确定逆变器的相角，避免了现有确定逆变器的相角中所用到的复杂的锁相运算，简化了确定逆变器相角的方法，然后，根据逆变器的相角，将逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压变换为同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压，最后，确定同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压之间的误差，根据误差控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行；也就是说，本发明实施例中，通过简化确定逆变器的相角的方法，消除了现有的逆变器相角控制方法使得逆变器由离网状态并入外部电网时存在效率低下的技术问题，从而提高了逆变器由离网状态并入外部电网时的效率。 [0071] 基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种逆变器与外部电网的同步装置，图5为本发明实施例中逆变器与外部电网的同步装置的结构示意图，如图5所示，该逆变器与外部电网的同步装置包括：采集模块51、确定模块52、变换模块53和同步模块54； [0072] 其中，采集模块51，用于在逆变器与外部电网断开的情况下，采集逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压；确定模块52，用于获取逆变器的角频率偏移量，根据角频率偏移量确定逆变器的相角；变换模块53，用于根据逆变器的相角，将逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压变换为同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压；同步模块54，用于确定同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压之间的误差，根据误差控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行。 [0073] 在一种可选的实施例中，确定模块52，具体用于：根据同步旋转坐标系下的外部电网的电压调用设定算法，得到逆变器的角频率偏移量；根据角频率偏移量，确定逆变器的角频率；对逆变器的角频率进行积分运算，得到逆变器的相角。 [0074] 在一种可选的实施例中，确定模块52根据逆变器的角频率偏移量，确定逆变器的角频率，包括：确定逆变器在离网状态下的控制参数，根据离网状态下的控制参数控制逆变器运行；将逆变器根据离网状态下的控制参数运行时对应的角频率确定为逆变器的原始角频率；将逆变器的原始角频率与逆变器的角频率偏移量之和，确定为逆变器的角频率。 [0075] 在一种可选的实施例中，同步模块54，具体用于：将同步旋转坐标系下的逆变器的电压的每个分量与对应的同步旋转坐标系下的外部电网的电压的每个分量之差的绝对值，确定为同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压之间的误差；根据误差与设定阈值之间的关系，控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行。 [0076] 在一种可选的实施例中，同步模块54根据误差与设定阈值之间的关系，控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行，包括：当误差中每个分量之差的绝对值均小于设定阈值中对应的值时，按照设定的延迟时间进行延迟后，控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行；当误差中每个分量之差的绝对值至少存在一个大于等于设定阈值中对应的值时，重新获取逆变器的角频率偏移量，根据角频率偏移量确定逆变器的相角，并重新根据逆变器的相角，将逆变器的三相输出电压和外部电网的三相电压变换为同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压，并重新确定同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压之间的误差，根据误差控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行。 [0077] 在一种可选的实施例中，上述装置还用于：在确定同步旋转坐标系下的逆变器的电压和同步旋转坐标系下的外部电网的电压之间的误差，根据误差控制逆变器与外部电网同步，转入并网运行之后，将逆变器的角频率偏移量设定为0；确定逆变器在并网状态下的控制参数，根据并网状态下的控制参数控制逆变器运行；将逆变器根据并网状态下的控制参数运行时对应的角频率确定为逆变器的原始角频率；将逆变器的原始角频率与逆变器的角频率偏移量之和，确定为逆变器的角频率；对逆变器的角频率进行积分运算，得到逆变器的相角。 [0078] 基于同一发明构思，本发明实施例提供一种逆变器，图6为本发明实施例中的逆变器的结构示意图，如图6所示，上述逆变器包括：逆变电路61和逆变器的控制器62，其中，逆变电路61与逆变器的控制器62相连接。 [0079] 其中，上述逆变电路61是通过控制半导体器件的开通和关断，将直流电斩波并经滤波后形成交流电，逆变电路主要包括控制器、半导体器件(逆变桥)、滤波电路和其他附件；逆变器的控制器62可以包括：处理器621、存储器622及通信总线623；通信总线623用于实现处理器621和存储器622之间的连接通信；处理器621用于执行存储器622中存储的逆变器与外部电网的同步程序，以实现上述一个或多个实施例所提供的逆变器与外部电网的同步方法。 [0080] 本发明实施例提供一种计算机存储介质，图7为本发明实施例中的计算机存储介质的结构示意图，如图7所示，计算机存储介质700中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令配置为执行本发明其他实施例提供的逆变器与外部电网的同步方法。 [0081] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。 [0082] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。 [0083] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。 [0084] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。 [0085] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 |
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