一种光伏直流系统及其低电压穿越控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种光伏直流系统及其低电压穿越控制方法，当直流母线电压发生跌落时，首先获取直流母线电压和DC/DC变换器的穿越功率，然后根据穿越功率，在光伏组件的最大功率跟踪曲线上搜索当光伏组件的输出功率为穿越功率时对应的电压值，将该电压值作为对应光伏组件的穿越电压，最后控制光伏组件输出穿越功率和穿越电压即可。本发明专利技术所提供的技术方案，当直流母线发生电压跌落时，不需要改变原有的光伏直流系统，只需根据DC/DC并网侧的功率，对光伏组件的输出进行控制，即可使DC/DC变换器并网侧的电流保持不变，直流母线不会对DC/DC变换器产生冲击，从而解决光伏DC/DC变换器脱网的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏直流系统及其低电压穿越控制方法
本专利技术属于光伏发电
，具体涉及一种光伏直流系统及其低电压穿越控制方法。
技术介绍
随着传统能源的日益消耗和环境问题的日益严重，人们都在寻找能够替代传统能源的新型能源，因此，作为清洁无污染并且可再生的风能、太阳能等能源越来越受到人们的重视。太阳能发电是利用光伏组件的光生伏特效应，将太阳能转化为电能的一种技术，太阳能发电设备主要包括光伏组件、控制器和逆变器/变换器三大部分，其中光伏组件包括太阳能电池板，太阳能电池板经过串联后进行封装保护，可形成大面积的太阳能组件，再配合上功率控制器等部件，就形成了太阳能发电装置。MPPT(MaximumPowerPointTracking)，即最大功率跟踪，是采用最大功率跟踪控制器，实时侦测光伏组件发电电压，并控制电压值和电流值，使光伏组件的输出功率达到最大。光伏直流并网系统的原理如图1所示，各光伏组件通过对应的DC/DC变流器连接直流母线。光伏直流并网系统的直流母线出现电压跌落时，会对系统的稳定运行造成影响。直流母线电压跌落是指在某一时刻直流母线的电压幅值突然偏离其正常的工作范围，但经过很短一段时间后又恢复到正常水平的现象。当直流母线电压发生跌落时，会对将光伏组件接入直流母线的DC/DC变换器产生冲击，使其输出电流产生波动，甚至发生过流，导致对应的光伏DC/DC变换器脱网，降低分布式发电的渗透率，严重的还会烧毁光伏DC/DC变换器。目前尚未有解决上述直流并网系统中由于直流母线电压跌落而造成光伏DC/DC变换器脱网的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光伏直流系统及其低电压穿越控制方法，用于解决光伏直流并网系统中直流母线电压跌落造成光伏DC/DC变换器脱网的问题。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种光伏直流系统的低电压穿越控制方法，包括如下步骤：(1)获取发生电压跌落后直流母线电压和DC/DC变换器并网侧的功率，将该功率作为穿越功率；(2)在光伏组件的最大功率跟踪曲线上搜索当光伏组件的输出功率为穿越功率时对应的电压值，将该电压值作为对应光伏组件的穿越电压；(3)控制光伏组件输出穿越电压和穿越功率，直到直流母线的电压恢复正常。进一步的，在光伏组件的最大功率跟踪曲线的设定范围内搜索所述穿越电压。进一步的，判断光伏组件最大功率跟踪曲线中电压下限值所对应的功率是否小于电压上限值所对应的功率；如果小于，则进行如下处理：判断直流母线的电压是否大于光伏组件最大功率跟踪曲线中最大功率所对应的电压值；如果大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值与最大功率所对应的电压值之间搜索穿越电压；如果不大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值与直流母线电压值之间搜索穿越电压。进一步的，判断光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值所对应的功率是否大于其电压上限值所对应的功率；如果大于，则进行如下处理：判断直流母线的电压是否大于光伏组件最大功率跟踪曲线中最大功率所对应的电压值；如果不大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值与直流母线电压值之间搜索穿越电压；如果大于，则进行如下处理：判断直流母线的电压是否大于设定电压值；如果不大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值与其最大功率所对应的电压值之间搜索穿越电压；如果大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线中最大功率所对应的电压值与直流母线电压值之间搜索穿越电压；在光伏组件最大功率跟踪曲线中，当光伏组件输出的电压为设定值时，对应的功率与其电压下限值所对应的功率相等。进一步的，发生电压跌落后，根据电压发生跌落前DC/DC变换器并网侧的电流和电压发生跌落后直流母线的电压，计算出电压发生跌落后DC/DC变换器并网侧的功率。一种光伏直流系统，包括光伏组件，光伏组件通过对应的DC/DC变换器连接直流母线；所述光伏组件还设有最大功率跟踪控制器；所述最大功率跟踪控制器用于，当直流母线发生电压跌落之后获取发生电压跌落后直流母线电压和DC/DC变换器并网侧的功率，将该功率作为穿越功率；在光伏组件的最大功率跟踪曲线上搜索当光伏组件的输出功率为穿越功率时对应的电压值，将该电压值作为对应光伏组件的穿越电压；控制光伏组件输出穿越电压和穿越功率，直到直流母线的电压恢复正常。进一步的，在光伏组件的最大功率跟踪曲线的设定范围内搜索所述穿越电压。进一步的，判断光伏组件最大功率跟踪曲线中电压下限值所对应的功率是否小于电压上限值所对应的功率；如果小于，则进行如下处理：判断直流母线的电压是否大于光伏组件最大功率跟踪曲线中最大功率所对应的电压值；如果大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值与最大功率所对应的电压值之间搜索穿越电压；如果不大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值与直流母线电压值之间搜索穿越电压。进一步的，判断光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值所对应的功率是否大于其电压上限值所对应的功率；如果大于，则进行如下处理：判断直流母线的电压是否大于光伏组件最大功率跟踪曲线中最大功率所对应的电压值；如果不大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值与直流母线电压值之间搜索穿越电压；如果大于，则进行如下处理：判断直流母线的电压是否大于设定电压值；如果不大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值与其最大功率所对应的电压值之间搜索穿越电压；如果大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线中最大功率所对应的电压值与直流母线电压值之间搜索穿越电压；在光伏组件最大功率跟踪曲线中，当光伏组件输出的电压为设定值时，对应的功率与其电压下限值所对应的功率相等。进一步的，发生电压跌落后，根据电压发生跌落前DC/DC变换器并网侧的电流和电压发生跌落后直流母线的电压，计算出电压发生跌落后DC/DC变换器并网侧的功率。本专利技术的有益效果是：本专利技术所提供的技术方案，当直流母线发生电压跌落时，不需要改变原有的光伏直流系统，只需根据DC/DC并网侧的功率，对光伏组件的输出进行控制，即可使DC/DC变换器并网侧的电流保持不变，直流母线不会对DC/DC变换器产生冲击，从而解决光伏DC/DC变换器脱网的问题。设定穿越功率的搜索范围，能够在光伏组件的最大功率跟踪曲线上快速搜索到光伏组件的穿越电压。附图说明图1为系统实施例中光伏直流系统的结构示意图；图2为系统实施例中第一种工况光伏组件输出电压、输出功率与直流母线电压之间的关系图；图3为系统实施例中第二种工况光伏组件输出电压、输出功率与直流母线电压之间的关系图；图4为系统实施例中第一种工况DC/DC变换器的控制流程图；图5为系统实施例中第二种工况DC/DC变换器的控制流程图；图6为系统实施例中低电压穿越方法的仿真效果图。具体实施方式本专利技术的目的在于提供一种光伏直流系统及其低电压穿越控制方法，用于解决直流并网系统中直流母线电压跌落造成光伏组件脱网的问题。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种光伏直流系统的低电压穿越控制方法，包括如下步骤：(1)获取发生电压跌落后直流母线电压和DC/DC变换器并网侧的功率，将该功率作为穿越功率；(2)在光伏组件的最大功率跟踪曲线上搜索当光伏组件的输出功率为穿越功率时对应的电压值，将该电压值作为对应光伏组件的穿越电压；(3)控制光伏组件输出穿越电压和穿越功率，直到直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏直流系统的低电压穿越控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取发生电压跌落后直流母线电压和DC/DC变换器并网侧的功率，将该功率作为穿越功率；(2)在光伏组件的最大功率跟踪曲线上搜索当光伏组件的输出功率为穿越功率时对应的电压值，将该电压值作为对应光伏组件的穿越电压；(3)控制光伏组件输出穿越电压和穿越功率，直到直流母线的电压恢复正常。

【技术特征摘要】
1.一种光伏直流系统的低电压穿越控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取发生电压跌落后直流母线电压和DC/DC变换器并网侧的功率，将该功率作为穿越功率；(2)在光伏组件的最大功率跟踪曲线上搜索当光伏组件的输出功率为穿越功率时对应的电压值，将该电压值作为对应光伏组件的穿越电压；(3)控制光伏组件输出穿越电压和穿越功率，直到直流母线的电压恢复正常。2.根据权利要求1所述的一种光伏直流系统的低电压穿越控制方法，其特征在于，在光伏组件的最大功率跟踪曲线的设定范围内搜索所述穿越电压。3.根据权利要求2所述的一种光伏直流系统的低电压穿越控制方法，其特征在于，判断光伏组件最大功率跟踪曲线中电压下限值所对应的功率是否小于电压上限值所对应的功率；如果小于，则进行如下处理：判断直流母线的电压是否大于光伏组件最大功率跟踪曲线中最大功率所对应的电压值；如果大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值与最大功率所对应的电压值之间搜索穿越电压；如果不大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值与直流母线电压值之间搜索穿越电压。4.根据权利要求2所述的一种光伏直流系统的低电压穿越控制方法，其特征在于，判断光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值所对应的功率是否大于其电压上限值所对应的功率；如果大于，则进行如下处理：判断直流母线的电压是否大于光伏组件最大功率跟踪曲线中最大功率所对应的电压值；如果不大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值与直流母线电压值之间搜索穿越电压；如果大于，则进行如下处理：判断直流母线的电压是否大于设定电压值；如果不大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线的电压下限值与其最大功率所对应的电压值之间搜索穿越电压；如果大于，则在光伏组件最大功率跟踪曲线中最大功率所对应的电压值与直流母线电压值之间搜索穿越电压；在光伏组件最大功率跟踪曲线中，当光伏组件输出的电压为设定值时，对应的功率与其电压下限值所对应的功率相等。5.根据权利要求1所述的一种光伏直流系统的低电压穿越控制方法，其特征在于，发生电压跌落后，根据电压发生跌落前DC/DC变换器并网侧的电流和电压发生跌落后直流母线的电压，计算出电压发生跌落后DC/DC变换器并网侧的功率。6.一种光伏...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭升，李瑞生，徐军，郭宝甫，田盈，王强，
申请(专利权)人：国家电网公司，许继集团有限公司，国网山西省电力公司，许昌许继软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11