微电网中光伏逆变器反下垂控制方法技术

本发明专利技术涉及光伏发电技术领域，旨在提供一种微电网中光伏逆变器反下垂控制方法。该方法是通过光伏逆变器反下垂控制器实现全部反下垂控制过程：反下垂控制模块将微电网交流母线的频率和电压，经计算得到有功、无功功率指令；光伏功率-电压曲线拟合模块通过采样光伏电池输出直流电流和直流母线电容电压值拟合得到光伏功率-电压曲线；反下垂控制模块进行闭环控制，经过电压/无功闭环控制模块的比例、积分作用，再通过电流内环控制器和空间矢量脉宽调制电路实现对逆变器的控制。本发明专利技术是统一的控制结构，可工作于微电网的并网和孤岛二种状态。在并网状态下增强了光伏发电单元的可调度性。在孤岛状态下光伏发电单元可最运行在最大功率点跟踪模式。

【技术实现步骤摘要】
微电网中光伏逆变器反下垂控制方法
本专利技术涉及微电网中光伏发电
，具体地，涉及一种光伏逆变器的反下垂控制方法。
技术介绍
近些年来，由于世界环境问题和不可再生能源的枯竭问题越来越严重，新能源作为一种清洁的、可再生能源得到发展迅速，尤其是光伏发电。微电网作为一种有效集成、高效利用新能源发电单元的方式，受到各国政府的关注。以往光伏一般运行在最大功率点跟踪(MPPT)模式，此模式下光伏的输出功率受光照、温度等环境因素影响很大，光伏发电单元的可调度性差，且在容量小的微电网中将会对微电网的电压、频率造成很大的波动，影响微电网的电能质量。此外在微电网系统中，微电源类型复杂，负载变化大，仅靠储能通过下垂控制来维持微电网的频率和电压，储能将因负荷变化、光照和温度等环境因素的快速变化而频繁充放电，寿命降低，成本抬高。近几年，光伏定功率技术得到重视，文献《Powercontrolstrategyforphotovoltaicsystembasedonthenewtonquadraticinterpolation》给出了一种基于牛顿二次插值的光伏定功率控制技术；并在此技术上，文献《ANewFreq本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于微电网的光伏逆变器反下垂控制器，与微电网交流母线相连；其特征在于，该控制器包括：反下垂控制模块、光伏功率‑电压曲线拟合模块、功率协调控制器、电压/无功闭环控制模块、电流内环控制器和空间矢量脉宽调制电路；所述反下垂控制模块接于微电网交流母线，其输出分别接至光伏功率‑电压曲线拟合模块和功率协调控制器；光伏功率‑电压曲线拟合模块和功率协调控制器的输出各自接于一个PI控制器，两个PI控制器组成电压/无功闭环控制模块；电压/无功闭环控制模块、电流内环控制器和空间矢量脉宽调制电路依次相接。

【技术特征摘要】
1.一种微电网中光伏逆变器反下垂控制方法，其特征在于，是通过光伏逆变器反下垂控制器实现全部反下垂控制过程；该光伏逆变器反下垂控制器与微电网交流母线相连，具体包括：反下垂控制模块、光伏功率-电压曲线拟合模块、功率协调控制器、电压/无功闭环控制模块、电流内环控制器和空间矢量脉宽调制电路；所述反下垂控制模块接于微电网交流母线，其输出分别接至光伏功率-电压曲线拟合模块和功率协调控制器；光伏功率-电压曲线拟合模块和功率协调控制器的输出各自接于一个PI控制器，两个PI控制器组成电压/无功闭环控制模块；电压/无功闭环控制模块、电流内环控制器和空间矢量脉宽调制电路依次相接；所述反下垂控制方法包括：反下垂控制模块采集微电网交流母线的频率f和电压V，将之与额定频率f0和额定电压V0作差，差值分别乘以反下垂系数m、n后叠加到有功、无功功率参考指令Po、Q0上，得到有功、无功功率指令Pref、Qref；其中有功、无功功率参考指令Po、Q0经由功率协调控制器得到；光伏功率-电压曲线拟合模块通过采样光伏电池输出直流电流和直流母线电容电压值拟合得到光伏功率-电压曲线，找到满足反下垂控制模块得到的有功功率指令Pref和最大功率点跟踪使能信号ENmppt二个条件的光伏直流母线电压参考值Vdcref；反下垂控制模块得到的无功功率指令Qref与光伏直流母线电压参考值Vdcref一起进行闭环控制，经过电压/无功闭环控制模块的比例、积分作用得到电流d轴参考值idref和电流q轴参考值iqref；再通过电流内环控制器和空间矢量脉宽调制电路实现对逆变器的控制；所述光伏功率-电压曲线拟合模块的运行步骤包括：输入有功功率指令Pref、光伏电池直流输出电流ipv、光伏直流母线电容电压Vpv和最大功率点跟踪使能信号ENmppt；经过定周期Tsample采样、计算得到光伏输出直流功率Ppv和光伏直流母线电容电压Vpv，取最新的第k-2、k-1、k次的三个采样计算值组成的进行拟合得到光伏功率-电压曲线；在该曲线上，寻找到第k次的最大功率点功率值Pmppt和电压值Vmppt；第k+1次采样计算值轮流替换掉或重排组成新的三组采样计算值进行拟合，由此不断更新迭代、拟合得到新的光伏功率-电压曲线；在新的曲线上，不断寻找到最大功率点功率值Pmppt和电压值Vmppt；当最大功率点跟踪使能信号ENmppt为1时，将最大功率点电压值Vmppt作为光伏直流母线电压参考值Vdcref，同时最大功率点跟踪模式信号IFmppt设为1，表示光伏处于最大功率点跟踪模式；当最大功率点跟踪使能信号ENmppt为0时，若是有功功率指令Pref大于Pmppt，则将最大功率点电压值Vmppt作为光伏直流母线电压参考值Vdcref，同时最大功率点跟踪模式信号IFmppt设为1，表示光伏处于最大功率点跟踪模式；若是有功功率指令Pref小于Pmppt，则在该曲线上寻找到有功功率指令Pref所对应的电压值；由于光伏功率-电压曲线上有二个电压值对应Pref，取较大的电压值作为光伏直流母线电压参考值Vdcref，同时最大功率点跟踪模式信号IFmppt设为0，表示光伏处于定功率跟踪模式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率协调控制器运行步骤包括：通过光伏功率-电压曲线拟合得到的光伏最大功率点功率Pmppt和光伏...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡辉勇，彭勇刚，蔡宏达，韦巍，辛焕海，项基，李鹏，郭晓斌，许爱东，雷金勇，喻磊，
申请(专利权)人：浙江大学，南方电网科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33