电压不对称暂降时光伏逆变器输出电流峰值的控制方法技术

一种电压不对称暂降时光伏逆变器输出电流峰值的控制方法，属于光伏发电控制技术领域。步骤包括：基于瞬时功率理论，计算不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流参考值；计算光伏逆变器输出电流峰值和可能出现的最大电流峰值；根据电流峰值表达式，提出输出电流峰值的限制措施；设计不对称电压暂降条件下光伏逆变器的输出电流控制结构。优点在于，能够有效的实现电压不对称暂降时光伏逆变器的并网电流控制，能够保证不对称电压暂降条件下光伏逆变器输出电流不会超出最大电流限值，从而消除了电流峰值的增大给光伏系统运行带来安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，属于光伏发电控制
。步骤包括：基于瞬时功率理论，计算不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流参考值；计算光伏逆变器输出电流峰值和可能出现的最大电流峰值；根据电流峰值表达式，提出输出电流峰值的限制措施；设计不对称电压暂降条件下光伏逆变器的输出电流控制结构。优点在于，能够有效的实现电压不对称暂降时光伏逆变器的并网电流控制，能够保证不对称电压暂降条件下光伏逆变器输出电流不会超出最大电流限值，从而消除了电流峰值的增大给光伏系统运行带来安全隐患。【专利说明】
本专利技术属于光伏发电控制
，特别是提供了一种。
技术介绍
电网实际运行中电压总会出现一定程度的不对称，特别是发生故障时，可能出现不对称较为严重的电压暂降，此时负序分量在正向同步旋转坐标系下为两倍频脉动量，若仍采用电压对称时的控制算法，由于缺乏对负序分量的控制光伏逆变器会出现直流侧电压波动、输出功率波动等问题，严重影响光伏逆变器的稳定性。针对电压不对称情况下逆变器控制的研究始于20世纪90年代，绝大多数的研究面向的是逆变器输出电流参考值的计算和电流控制结构的设计。系统不对称故障时，电网电压的降低和负序电压的出现使得光伏逆变器输出电流峰值增大且三相电流不对称。此时，逆变器输出电流的峰值可达到电网电压对称时的数倍，给逆变器中的电力电子开关和整个光伏系统带来很大的安全隐患，甚至导致逆变器过电流保护动作。因此，需采取有效措施进行不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流峰值的控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，消除不对称电压暂降时光伏逆变器输出电流过大而带来的安全隐患，满足实际工程的需要。本专利技术在目前研究最广泛的不对称电压暂降条件下光伏逆变器控制策略的基础上，着重研究了基于该控制策略下光伏逆变器的三相输出电流，给出了三相电流峰值和可能出现的最大电流峰值的计算方法，进而提出了限制电流峰值的方法，能够保证不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流不会超出最大电流限值，本专利技术包括:不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流参考值的计算、输出电流峰值计算、输出电流峰值的限制和电流控制结构的设计。包括以下步骤步骤1:为抑制逆变器输出有功功率波动，计算不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流参考值；步骤2:根据步骤I中的输出电流参考值，计算输出电流峰值和可能出现的最大电流峰值；步骤3:根据步骤2中的电流峰值表达式，提出光伏逆变器输出电流峰值的限制措施；步骤4:设计不对称电压暂降条件下光伏逆变器的输出电流控制结构。在所述步骤I中，在不对称电网电压暂降情况下，由于负序分量的存在，光伏逆变器会出现输出有功功率波动、输出无功功率波动和输出电流含较多谐波和负序分量等问题。根据不同的控制目标可获得不同的光伏逆变器输出电流参考值。由于有功功率波动会影响直流侧电压甚至整个光伏系统稳定性，该专利技术中以抑制有功功率2倍频波动和输出恒定的有功功率为控制目标。采用瞬时功率理论，由已知的电网条件可得到光伏逆变器的输出电流参考值:【权利要求】1.一种，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:计算不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流参考值；逆变器输出电流参考值表达式为:2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，电压不对称暂降时光伏逆变器输出电流峰值表达式，Af:分别取180°、60°和-60°时，Α、B和C相分别会出现最大电流峰值: 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中设计不对称电压暂降条件下光伏逆变器的输出电流控制结构如下: 使用双同步旋转电流控制结构，根据有功、无功功率参考值P、Q和电网电压正、负序分量丨?；' ?；' ，参考电流计算模块得到输出电流参考值正、负序分量C' C; 电流参考值正序分量:<.C ;与电流实际值正序分量G.(的差值经过PI调节和解耦后得到输出电压参考值正序分量，之后再经过dq/abc变换，得到输出正序电压在abc坐标系上的分量； 电流参考值负序分量C.与电流实际值负序分量G、?的差值经过PI调节和解耦后得到输出电压参考值负序分量，之后再经过dq/abc变换，得到输出负序电压在abc坐标系上的分量； 输出电压正、负序分量相加之后经过SPWM调制得到逆变器开关器件的触发信号。【文档编号】H02J3/38GK103956770SQ201410175707【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日 【专利技术者】徐永海, 黄浩 申请人:华北电力大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压不对称暂降时光伏逆变器输出电流峰值的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：计算不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流参考值；逆变器输出电流参考值表达式为：id+=23(P0ud+/D1+Q0uq+/D2)iq+=23(P0uq+/D1-Q0ud+/D2)id-=23(-P0ud-/D1+Q0uq-/D2)iq-=23(-P0uq-/D1-Q0ud-/D2)]]>在电压不对称暂降情况下，该输出电流参考值能够使得光伏逆变器输出恒定的有功功率，完全消除有功功率波动，避免了直流侧电压波动和光伏系统的不稳定；逆变器输出电流参考值能够在电压不对称暂降情况下使得逆变器输出一定的无功功率以帮助系统恢复电压，提高光伏逆变器的低电压穿越能力和并网运行能力。步骤2：根据步骤1中的输出电流参考值，计算光伏逆变器输出电流峰值和可能出现的最大电流峰值；根据步骤1中的输出电流参考值，计算光伏逆变器输出三相电流表达式；输出电流的正、负序分量经过dq/abc变换、相加和化简后得到逆变器输出三相电流表达式：式中，分别为：计算得三相输出电流峰值表达式：步骤3：根据步骤2中的电流峰值表达式，提出光伏逆变器输出电流峰值的限制措施；由最大电流峰值表达式可知，光伏逆变器通过限制输出功率以减小输出电流峰值，即按逆变器所允许的最大电流峰值运行；设定光伏逆变器所允许的瞬时最大电流峰值为Imax，根据步骤2所得的最大峰值表达式，功率给定值P0和Q0应满足：P02(1+ϵ2)2+Q02(1-ϵ2)2≤1.5ImaxU+(1-ϵ)(1+ϵ2)]]>通过对功率给定值P0和Q0的控制能有效地将光伏逆变器输出电流峰值控制在逆变器所允许的范围之内；步骤4：设计不对称电压暂降条件下光伏逆变器的输出电流控制结构。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永海，黄浩，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11