本發(fā)明屬于并網(wǎng)逆變器控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種并網(wǎng)逆變器輸出功率的解耦方法及解耦裝置。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)境和能源危機的日益加深，新能源發(fā)電得到了越來越多的關(guān)注和應用，而并網(wǎng)逆變器是新能源發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)輸送電能的必不可少的接口設(shè)備，并網(wǎng)逆變器的性能將會對發(fā)電系統(tǒng)以及電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要的影響。并網(wǎng)逆變器輸出功率的波動會造成能源利用效率的降低，嚴重者可能引起電網(wǎng)震蕩甚至癱瘓。

按照控制方式的不同，并網(wǎng)逆變器可以分為電流控制型和電壓控制型兩種。傳統(tǒng)的并網(wǎng)逆變器大多采用電流控制模式，因為該控制模式具有結(jié)構(gòu)簡單、易實現(xiàn)最大功率點跟蹤(MPPT)算法等優(yōu)點，但是電流控制型并網(wǎng)逆變器不能運行在孤島模式下。近年來隨著分布式發(fā)電以及微電網(wǎng)等新技術(shù)的推廣和應用，要求并網(wǎng)逆變器能夠具備孤島運行能力，以便在大電網(wǎng)出項故障時能夠脫離電網(wǎng)獨立運行，保證本地重要負載的供電不受影響。在這種背景下，具備孤島運行能力的電壓控制型并網(wǎng)逆變器獲得了極大的應用。除此之外，電壓控制型并網(wǎng)逆變器還具有孤島與并網(wǎng)切換平滑、可以向弱電網(wǎng)提供電壓支撐以及不依賴鎖相環(huán)等優(yōu)點，所以其應用前景非常廣泛。

請參照圖1，圖1舉例示出了一種現(xiàn)有技術(shù)的電壓控制型并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，采集逆變器交流測輸出的電壓v、電流i和電感電流i_L，其中電壓v和電流i用來計算輸出有功功率和無功功率并進一步通過功率控制算法得到逆變器輸出電壓的幅值和相位的參考值(E^*和θ^*)，電感電流i_L和電壓v作為電壓電流調(diào)節(jié)器的反饋信號對該參考值進行調(diào)整，并將調(diào)整后的信號提供給PWM調(diào)制器(脈寬調(diào)制器)，進而控制逆變器的輸出功率。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中無論是電流控制型還是電壓控制型并網(wǎng)逆變器，都存在輸出功率的耦合問題，即不能對有功功率和無功功率完全獨立控制，二者之間存在相互影響。針對電流控制型，已經(jīng)有很多學者提出了解耦方法，如電感電流前饋法、矢量PI控制器等。但是因為控制機理的差異，這些方法無法直接應用到電壓控制型并網(wǎng)逆變器中。

另外也有學者提出了解決因線路傳輸阻抗不是純感性導致的功率耦合問題，如虛擬阻抗、虛擬功率等方法。這些方法可以認為是對小信號模型的解耦，但是不能解決電路固有拓撲決定的大信號耦合問題。因此當有功功率或者無功功率其中一個的指令值發(fā)生改變時，另一個也會因為耦合而使輸出功率發(fā)生波動。這個問題沒有引起足夠的重視，也就缺少有效的解耦方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種電壓控制型并網(wǎng)逆變器的功率解耦方法，從而可以對逆變器輸出的有功和無功功率進行獨立的解耦控制。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于前饋量的逆變器功率控制方法，所述逆變器用于電性連接于電網(wǎng)，其中，所述控制方法包含以下步驟：

根據(jù)電網(wǎng)電壓、所述逆變器的輸出電壓以及二者之間的相位差δ，利用以下公式獲取幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff：

其中，U為所述電網(wǎng)電壓的幅值，E為所述逆變器的輸出電壓幅值，ΔE為所述逆變器的輸出電壓幅值E在相鄰的兩個控制周期內(nèi)的變化量，Δδ為所述相位差δ在相鄰的兩個控制周期內(nèi)的變化量；并且利用所述幅值前饋量E_ff及所述相位前饋量δ_ff控制所述逆變器的輸出功率；

本發(fā)明還提供一種基于前饋量的逆變器功率控制裝置，所述逆變器用于電性連接于電網(wǎng)，其中，所述控制裝置包含：

前饋量獲取模塊，根據(jù)電網(wǎng)電壓、所述逆變器的輸出電壓以及二者之間的相位差δ，利用以下公式獲取幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff：

其中，U為所述電網(wǎng)電壓的幅值，E為所述逆變器的輸出電壓幅值，ΔE為所述逆變器的輸出電壓幅值E在相鄰兩個控制周期內(nèi)的變化量，Δδ為所述相位差δ在相鄰兩個控制周期內(nèi)的變化量；和

功率調(diào)節(jié)模塊，利用所述幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff調(diào)節(jié)所述逆變器的輸出功率。

進一步地，本發(fā)明還提供一種并網(wǎng)逆變器功率解耦方法，所述逆變器用于電性連接于電網(wǎng)，其中，所述功率解耦方法包含以下步驟：

步驟1：根據(jù)所述逆變器的輸出電壓v和輸出電流i獲得所述逆變器的電壓幅值控制指令E^*及電壓相位控制指令θ^*；

步驟2：根據(jù)電網(wǎng)電壓幅值U、所述逆變器的輸出電壓幅值E以及所述逆變器的輸出電壓與所述電網(wǎng)電壓之間的相位差δ，獲取幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff；

步驟3：根據(jù)所述逆變器的電壓幅值控制指令E^*和所述幅值前饋量E_ff獲得參考電壓幅值E_ref，根據(jù)所述逆變器的電壓相位控制指令θ^*和所述相位前饋量δ_ff獲得參考電壓相位θ_ref；

步驟4：利用所述參考電壓幅值E_ref及所述參考電壓相位θ_ref調(diào)節(jié)所述逆變器的輸出功率。

上述的并網(wǎng)逆變器功率解耦方法，其中，于所述步驟1中包含以下步驟：

步驟11：根據(jù)所述逆變器的輸出電壓v和輸出電流i獲取所述逆變器輸出的有功功率P及無功功率Q；

步驟12：根據(jù)所述有功功率P及所述無功功率Q，利用下垂控制關(guān)系獲得所述電壓相位控制指令θ^*和所述電壓幅值控制指令E^*。

上述的并網(wǎng)逆變器功率解耦方法，其中，于所述步驟12中包含以下步驟：

步驟121：并根據(jù)以下公式獲得頻率控制指令ω^*和所述電壓幅值控制指令E^*：

ω^*＝ω₀-k_p(P-P_ref)

E^*＝E₀-k_q(Q-Q_ref)，

其中，P_ref和Q_ref分別是所述逆變器的有功功率和無功功率的指令值，ω₀和E₀分別是所述電網(wǎng)的額定頻率和額定電壓，k_p和k_q是對應的下垂系數(shù)且皆為正數(shù)；以及

步驟122：對所述頻率控制指令ω^*進行積分運算以獲得所述電壓相位控制指令θ^*。

上述的并網(wǎng)逆變器功率解耦方法，其中，于所述步驟2中包含以下步驟：

步驟21：分別獲取所述逆變器的輸出電壓幅值E及所述相位差δ在相鄰兩個控制周期內(nèi)的變化量ΔE和Δδ；

步驟22：根據(jù)以下公式獲取所述幅值前饋量E_ff及所述相位前饋量δ_ff：

上述的并網(wǎng)逆變器功率解耦方法，其中，于步驟3中包含以下步驟：

步驟31：將所述電壓幅值控制指令E^*疊加所述幅值前饋量E_ff以獲得所述參考電壓幅值E_ref；

步驟32：將所述電壓相位控制指令θ^*疊加所述相位前饋量δ_ff以獲得所述參考電壓相位θ_ref。

上述的并網(wǎng)逆變器功率解耦方法，其中，于所述步驟1之前還包括步驟0：獲取所述逆變器的輸出電壓v和輸出電流i。

上述的并網(wǎng)逆變器功率解耦方法，其中，所述并網(wǎng)逆變器是電壓控制型。

此外，本發(fā)明更提供一種并網(wǎng)逆變器功率解耦裝置，所述逆變器用于電性連接于電網(wǎng)，其中，所述功率解耦裝置包含：

預處理模塊，根據(jù)所述逆變器的輸出電壓v和輸出電流i，獲得所述逆變器的電壓幅值控制指令E^*及電壓相位控制指令θ^*；

前饋量獲取模塊，用以根據(jù)電網(wǎng)電壓幅值U、所述逆變器的輸出電壓幅值E以及所述逆變器的輸出電壓與所述電網(wǎng)電壓之間的相位差δ，獲取幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff并輸出；

參考電壓生成器，根據(jù)所述逆變器的電壓幅值控制指令E^*和所述幅值前饋量E_ff獲得參考電壓幅值E_ref，根據(jù)所述逆變器的電壓相位控制指令θ^*和所述相位前饋量δ_ff獲得參考電壓相位θ_ref；

功率調(diào)節(jié)器，利用所述參考電壓幅值E_ref和所述參考電壓相位θ_ref調(diào)節(jié)所述逆變器的輸出功率。

上述的并網(wǎng)逆變器功率解耦裝置，其中，所述預處理模塊包含：

功率計算模塊，根據(jù)所述逆變器的輸出電壓v和輸出電流i計算所述逆變器的有功功率P及無功功率Q；

下垂控制模塊，根據(jù)所述有功功率P及所述無功功率Q，利用下垂控制關(guān)系獲得所述電壓相位控制指令θ^*和所述電壓幅值控制指令E^*。

上述的并網(wǎng)逆變器功率解耦裝置，其中，所述下垂控制模塊根據(jù)以下公式分別獲得頻率控制指令ω^*和所述電壓幅值控制指令E^*：

ω^*＝ω₀-k_p(P-P_ref)

E^*＝E₀-k_q(Q-Q_ref)，

其中，P_ref和Q_ref分別是所述逆變器的有功功率和無功功率的指令值，ω₀和E₀分別是所述電網(wǎng)的額定頻率和額定電壓，k_p和k_q是對應的下垂系數(shù)且皆為正數(shù)；以及對所述頻率控制指令ω^*進行積分運算以獲得所述電壓相位控制指令θ^*。

上述的并網(wǎng)逆變器功率解耦裝置，其中，所述前饋量獲取模塊分別獲取所述逆變器的輸出電壓幅值E和所述相位差δ在相鄰兩個控制周期內(nèi)的變化量ΔE和Δδ，并利用以下公式獲取所述幅值前饋量E_ff及所述相位前饋量δ_ff：

上述的并網(wǎng)逆變器功率解耦裝置，其中，所述參考電壓生成器還包含：

第一疊加模塊，根據(jù)所述逆變器的電壓幅值控制指令E^*疊加所述幅值前饋量E_ff以獲得參考電壓幅值E_ref；

第二疊加模塊：根據(jù)所述逆變器的電壓相位控制指令θ^*疊加所述相位前饋量δ_ff以獲得參考電壓相位θ_ref。

上述的并網(wǎng)逆變器功率解耦裝置，其中，，其特征在于，還包括參數(shù)獲取模塊，用于獲取所述逆變器輸出電壓v和輸出電流i。

上述的并網(wǎng)逆變器功率解耦裝置，其中，所述并網(wǎng)逆變器是電壓控制型。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明公開的上述技術(shù)方案旨在解決逆變器輸出功率的耦合問題。該方案根據(jù)逆變器輸出的有功功率和無功功率的關(guān)系實時準確地計算出耦合量的大小，然后分別通過幅值前饋量和相角前饋量對輸出功率進行解耦，以實現(xiàn)對逆變器輸出有功功率和無功功率的獨立控制。本發(fā)明的技術(shù)方案在傳統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)中疊加了一個解耦前饋項，應用簡單，可以方便的對已有逆變器進行升級，解耦效果好，逆變器輸出功率穩(wěn)定、精確，為工程應用提供了很好的解決方案。

附圖說明

圖1是舉例示出了一種現(xiàn)有技術(shù)電壓控制型并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明一實施例中基于前饋量的逆變器功率控制方法流程圖；

圖3是本發(fā)明一實施例中基于前饋量的逆變器功率控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明一實施例中并網(wǎng)逆變器功率解耦方法的流程圖；

圖5是圖4所示方法中的步驟1的分步驟流程圖；

圖6是圖4所示方法中的步驟2的分步驟流程圖；

圖7是圖4所示方法中的步驟3的分步驟流程圖；

圖8是本發(fā)明一實施例中并網(wǎng)逆變器功率解耦裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9A為本發(fā)明一實施例中逆變器的有功功率指令發(fā)生變化時輸出無功功率的仿真波形圖；

圖9B為本發(fā)明一實施例中逆變器的無功功率指令發(fā)生變化時輸出有功功率的仿真波形圖；

圖10A為本發(fā)明一實施例中逆變器的有功功率指令從2kW增加到3kW時的實驗波形圖；

圖10B為本發(fā)明一實施例中逆變器的無功功率指令從0kvar增加到1kvar時的實驗波形圖。

具體實施方式

茲有關(guān)本發(fā)明的詳細內(nèi)容及技術(shù)說明，現(xiàn)以一較佳實施例來作進一步說明，但不應被解釋為本發(fā)明實施的限制。

本發(fā)明提供了一種旨在對并網(wǎng)逆變器輸出功率進行解耦的技術(shù)方案，其原理如圖2-8所示。采用該方法的逆變器同采用傳統(tǒng)的控制方法的逆變器的對比結(jié)果如圖9和圖10所示。圖9A和圖10A表示的是當有功功率的指令發(fā)生改變時的情況，可以看到采用本發(fā)明的技術(shù)方案可以很好的抑制無功功率的波動；圖9B和圖10B表示的是無功功率指令發(fā)生改變時的情況，同樣可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明所提出的技術(shù)方案可以很好的抑制有功功率的波動。這說明本發(fā)明可以很好的實現(xiàn)有功功率和無功功率的解耦，控制效果好。

請參照圖2，圖2是本發(fā)明一實施例中基于前饋量的逆變器功率控制方法流程圖。如圖2所示，所述控制方法可包含以下步驟：

前饋量獲取步驟S11：根據(jù)電網(wǎng)電壓、逆變器的輸出電壓以及二者之間的相位差δ，利用例如以下公式獲取幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff：

其中，U為電網(wǎng)電壓的幅值，E為逆變器的輸出電壓幅值，ΔE為逆變器的輸出電壓幅值E在相鄰的兩個控制周期內(nèi)的變化量，Δδ為相位差δ在相鄰的兩個控制周期內(nèi)的變化量；并且利用幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff控制所述逆變器的輸出功率；

功率調(diào)節(jié)步驟S12：利用幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff調(diào)節(jié)逆變器的輸出功率。

需要指出的是，本發(fā)明中所涉及的電網(wǎng)電壓及逆變器的輸出電壓可以為線電壓或相電壓，本發(fā)明并不以此為限?？刂浦芷谑侵改孀兤飨到y(tǒng)在相應的控制頻率下的周期，控制頻率例如是1kHz-200kHz，但本發(fā)明并不以此為限。

下面，請參照圖3，圖3是本發(fā)明一實施例中基于前饋量的逆變器功率控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖，逆變器電性連接于電網(wǎng)，其中，控制裝置可包含前饋量獲取模塊和功率調(diào)節(jié)模塊。

前饋量獲取模塊，可根據(jù)電網(wǎng)電壓、逆變器的輸出電壓以及二者之間的相位差δ，利用例如以下公式獲取幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff：

其中，U為電網(wǎng)電壓的幅值，E為逆變器的輸出電壓幅值，ΔE為逆變器的輸出電壓幅值E在相鄰兩個控制周期內(nèi)的變化量，Δδ為相位差δ在相鄰兩個控制周期內(nèi)的變化量。

功率調(diào)節(jié)模塊，可利用幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff調(diào)節(jié)逆變器的輸出功率。

請參照圖4-7，圖4是本發(fā)明一實施例中并網(wǎng)逆變器功率解耦方法的流程圖；圖5是本發(fā)明一實施例中并網(wǎng)逆變器功率解耦方法的步驟1分步驟流程圖；圖6是本發(fā)明一實施例中并網(wǎng)逆變器功率解耦方法的步驟2分步驟流程圖；圖7是本發(fā)明一實施例中并網(wǎng)逆變器功率解耦方法的步驟3分步驟流程圖。

并網(wǎng)逆變器可以為電壓控制型，該逆變器輸出端電性連接于電網(wǎng)。

如圖4-7所示，所述功率解耦方法可包含以下步驟：

步驟0：獲取逆變器的輸出電壓v和輸出電流i，例如可通過采樣電路進行采樣獲得；

步驟1：根據(jù)逆變器的輸出電壓v和輸出電流i獲得逆變器的電壓幅值控制指令E^*及電壓相位控制指令θ^*，其中，根據(jù)輸出電壓v可以得到輸出電壓v的幅值E和相位θ；

步驟2：根據(jù)電網(wǎng)電壓幅值U、逆變器的輸出電壓幅值E以及逆變器的輸出電壓與電網(wǎng)電壓之間的相位差δ，獲取幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff；

步驟3：根據(jù)逆變器的電壓幅值控制指令E^*和幅值前饋量E_ff獲得參考電壓幅值E_ref，根據(jù)逆變器的電壓相位控制指令θ^*和相位前饋量δ_ff獲得參考電壓相位θ_ref；

步驟4：利用參考電壓幅值E_ref及參考電壓相位θ_ref調(diào)節(jié)逆變器的輸出功率。

進一步地，步驟1中可進一步包含以下步驟：

步驟11：根據(jù)逆變器的輸出電壓v和輸出電流i獲取逆變器輸出的有功功率P及無功功率Q，可采用如下公式：

其中，其中V是線電壓v的有效值，I是線電流i的有效值，是相電壓和相電流之間的相位差；

步驟12：根據(jù)有功功率P及無功功率Q，利用功率控制算法(例如下垂控制關(guān)系)獲得電壓相位控制指令θ^*和電壓幅值控制指令E^*。

步驟2中可進一步包含以下步驟：

步驟21：分別獲取逆變器的輸出電壓幅值E及相位差δ在相鄰兩個控制周期內(nèi)的變化量ΔE和Δδ，例如，ΔE＝E2-E1，Δδ＝δ2-δ1，其中，E2表示當前控制周期中采集到的逆變器輸出電壓幅值；δ2表示當前控制周期中采集到的逆變器輸出電壓與電網(wǎng)電壓的相位差；E1表示上一控制周期中采集到的逆變器輸出電壓幅值；δ1表示上一控制周期中采集到的逆變器輸出電壓與電網(wǎng)電壓的相位差；其中，逆變器輸出電壓例如是線電壓，但本發(fā)明并不以此為限；

步驟22：根據(jù)例如以下公式獲取幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff：

步驟3中可進一步包含以下步驟：

步驟31：將電壓幅值控制指令E^*疊加幅值前饋量E_ff以獲得參考電壓幅值E_ref，其公式例如為：

E_ref＝E^*+E_ff；

步驟32：將電壓相位控制指令θ^*疊加相位前饋量δ_ff以獲得參考電壓相位θ_ref，其公式例如為：

θ_ref＝θ^*+δ_ff；

其中，在本實施例中，步驟31及步驟32為順序進行，但本發(fā)明并不以此為限，在其他實施例中，步驟31及步驟32也可同時進行。

再進一步地，步驟12中可包含以下步驟：

步驟121：利用下垂控制算法，根據(jù)例如以下公式獲得頻率控制指令ω^*和電壓幅值控制指令E^*：

ω^*＝ω₀-k_p(P-P_ref)

E^*＝E₀-k_q(Q-Q_ref)，

其中，P_ref和Q_ref分別是所述逆變器的有功功率和無功功率的指令值，該指令值可以來自更高一級(如系統(tǒng)控制器)的功率調(diào)度指令，或者來自一次能源端最大功率點跟蹤(MPPT)算法等；ω₀和E₀分別是所述電網(wǎng)的額定頻率和額定電壓，k_p和k_q是對應的下垂系數(shù)且皆為正數(shù)；以及

步驟122：對所述頻率控制指令ω^*進行積分運算以獲得所述電壓相位控制指令θ^*，其公式如下：

θ^*＝∫ω^*dt。

需要注意的是，本實施例中采用下垂控制算法作為功率控制算法為例進行說明，但本發(fā)明并不限于此，在其他實施方式中還可采用虛擬同步發(fā)電機控制技術(shù)(即通過控制逆變器模擬同步發(fā)電機的工作原理，從而獲得類似同步發(fā)電機的運行特性)等其他多種方法獲得頻率控制指令ω^*和電壓幅值控制指令E^*。

接著，請參照圖8，圖8是本發(fā)明的并網(wǎng)逆變器功率解耦裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的并網(wǎng)逆變器為電壓控制型，逆變器電性連接于電網(wǎng)。

如圖8所示，該功率解耦裝置可包含：

參數(shù)獲取模塊，用于獲取逆變器的輸出電壓v和輸出電流i；

預處理模塊，根據(jù)逆變器的輸出電壓v和輸出電流i，獲得逆變器的電壓幅值控制指令E^*及電壓相位控制指令θ^*；

前饋量獲取模塊，用以根據(jù)電網(wǎng)電壓幅值U、逆變器的輸出電壓幅值E以及逆變器的輸出電壓與所述電網(wǎng)電壓之間的相位差δ，并利用例如以下公式獲取幅值前饋量E_ff及相位前饋量δ_ff并輸出：

參考電壓生成器，根據(jù)逆變器的電壓幅值控制指令E^*和幅值前饋量E_ff獲得參考電壓幅值E_ref，根據(jù)逆變器的電壓相位控制指令θ^*和相位前饋量δ_ff獲得參考電壓相位θ_ref；

功率調(diào)節(jié)器，利用參考電壓幅值E_ref和參考電壓相位θ_ref調(diào)節(jié)逆變器的輸出功率，例如，可以根據(jù)閉環(huán)控制產(chǎn)生PWM信號以控制相應的開關(guān)管啟閉，從而調(diào)節(jié)逆變器的輸出功率，但本發(fā)明并不以此為限。

進一步地，預處理模塊還可包含：

功率計算模塊，根據(jù)逆變器的輸出電壓v和輸出電流i獲取逆變器的有功功率P及無功功率Q，其可采用如下公式：

其中，其中V是線電壓v的有效值，I是線電流i的有效值，是相電壓和相電流之間的相位差；

下垂控制模塊，根據(jù)有功功率P及無功功率Q，利用下垂控制關(guān)系獲得電壓相位控制指令θ^*和所述電壓幅值控制指令E^*。

再進一步地，下垂控制模塊可根據(jù)例如以下下垂控制關(guān)系的公式獲得頻率控制指令ω^*和電壓幅值控制指令E^*：

ω^*＝ω₀-k_p(P-P_ref)，

E^*＝E₀-k_q(Q-Q_ref)，

其中，P_ref和Q_ref分別是所述逆變器的有功功率和無功功率的指令值，該指令值可以來自更高一級，如系統(tǒng)控制器的功率調(diào)度指令，或者來自一次能源端最大功率點跟蹤(MPPT)算法；ω₀和E₀分別是所述電網(wǎng)的額定頻率和額定電壓，k_p和k_q是對應的下垂系數(shù)且皆為正數(shù)；

然后，下垂控制模塊還可對頻率控制指令ω^*進行積分運算以獲得電壓相位控制指令θ^*，其公式例如為：

θ^*＝∫ω^*dt。

需要注意的是，本實施例中采用下垂控制算法作為功率控制算法為例進行說明，但本發(fā)明并不限于此，在其他實施方式中還可采用虛擬同步發(fā)電機控制技術(shù)等其他多種方法獲得頻率控制指令ω^*和電壓幅值控制指令E^*。

更進一步地，上述參考電壓生成器還可包含：

第一疊加模塊，根據(jù)逆變器的電壓幅值控制指令E^*疊加幅值前饋量E_ff以獲得參考電壓幅值E_ref，其公式例如為：

E_ref＝E^*+E_ff；

第二疊加模塊：根據(jù)所述逆變器的電壓相位控制指令θ^*疊加所述相位前饋量δ_ff以獲得參考電壓相位θ_ref，其公式例如為：

θ_ref＝θ^*+δ_ff。

接下來，再請參照圖9A、9B、10A及10B；圖9A為逆變器的有功功率指令發(fā)生變化時輸出無功功率的實驗波形圖；圖9B為逆變器的無功功率指令發(fā)生變化時輸出有功功率的實驗波形圖；圖10A為逆變器的有功功率指令從2kW增加到3kW時的實驗波形圖；圖10B為逆變器的無功功率指令從0kvar增加到1kvar時的實驗波形圖。

如圖9A、9B所示，其中曲線L1表示加入本發(fā)明的解耦控制后輸出有功功率的波形，曲線L2為不加本發(fā)明的解耦控制時輸出有功功率的波形，曲線L3為加入本發(fā)明的解耦控制后輸出無功功率的波形，曲線L4為不加本發(fā)明的解耦控制時輸出無功功率的波形。開始時，逆變器向電網(wǎng)注入10kW有功功率，不輸出無功功率。在1.5s時有功功率指令值由10kW減小為5kW，在2.5s時又恢復10kW。從圖9A中可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的方案可以很好的抑制無功功率在該過程中的波動。在3.5s時無功功率指令值由0kvar增加到6kvar，在4.5s時又恢復為0kvar。從圖9B中可以看出采用本發(fā)明的方案可以很好的抑制有功功率在這個過程當中的波動。

如圖10A、10B所示，其中曲線L1表示加入發(fā)明的方案解耦控制后輸出有功功率的波形，曲線L2為不加發(fā)明的方案解耦控制時輸出有功功率的波形，曲線L3為加入發(fā)明的方案解耦控制后輸出無功功率的波形，曲線L4為不加發(fā)明的方案解耦控制時輸出無功功率的波形。圖10A驗證了當有功功率指令值從2kW增加到3kW時無功功率的變化情況，可以看到解耦之后的無功功率波動明顯小于解耦之前；圖10B驗證了當無功功率指令值從0kvar變化到1kvar時有功功率的變化情況，結(jié)果表明解耦之后的有功功率波動明顯小于解耦前。實驗結(jié)果證明了本發(fā)明的功率解耦方案的有效性。

需要說明的是：以上實施例僅僅用以說明本發(fā)明，而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；同時，盡管本說明書參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換；因此，一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，均應涵蓋在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。