含两级式电压逆变器的并网光伏发电系统的控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种含两级式电压逆变器的并网光伏发电系统的控制方法，其主要步骤包括①采集逆变器直流侧电压值和交流侧三相电压电流值以及逆变器的升压电路输入电压值；②根据实测数据判断逆变器直流侧电压是否达到额定电压的1.1倍相应对逆变器输入直流电压进行控制或控制光伏阵列出口端电压为最大功率点电压；③根据实测数据计算判断阈值判定系统是否正常或故障，若正常，采用电压外环控制和电流内环控制对逆变器实施双环控制；若故障，则对逆变器实施正负序控制。本发明专利技术在系统正常运行情况下可使光伏阵列运行于最大功率点，且可稳定逆变器直流侧电压，根据逆变器交流侧电压的跌落程度发出一定的无功功率，用于支撑网侧电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及并网光伏发电系统的控制方法，具体涉及适用于含两级式电压逆变器的并网光伏发电系统的控制方法。
技术介绍
光伏发电分为离网和并网两种工作模式。近年来，光伏发电及并网技术发展迅速，太阳能正在由“补充能源”发展为下一代的新型“替代能源”之一。光伏发电采用动态过程极快的电力电子设备实现并网，与传统同步机的动态特性截然不同，因此其控制方法与传统同步机的控制方法有所不同。实际应用过程中，当光伏电站接入电网后，相应的电网系统变成多电源系统，会对系统潮流产生影响，潮流控制较为困难；当逆变器输出轻载时，由光伏电站输入到该电网系统中的谐波含量会明显增加；当逆变器输出侧发生故障时，逆变器的交流侧电压降低，此时会降低功率开关器件的利用率，且会产生不平衡功率，影响光伏阵列的正常运行。两级式逆变器包括调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点的DC/DC变换环节以及主要用于对输出电流相位和幅值进行控制的DC/AC逆变环节，两级式逆变器在光伏并网发电系统中得到了较为广泛的应用，随着并网投运的光伏电站的日益增多，对含两级式电压逆变器的并网光伏发电系统的控制方法进行研究和改进，显得必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是：为包含两级式电压逆变器的光伏发电系统，提供一种无论在正常运行亦或在低电压穿越情况下均能对逆变器交流侧电压电流波形以及直流侧电压稳定实施较好控制的含两级式电压逆变器的并网光伏发电系统的控制方法。本专利技术的技术方案是：本专利技术的含两级式电压逆变器的并网光伏发电系统的控制方法，包括以下步骤：①通过电压互感器和电流互感器分别采集逆变器直流侧电压Udc和交流侧的电压电流Usa、Usb、Usc、Ia、Ib、Ic以及逆变器的升压电路DC/DC输入电压U；②根据步骤①测得的数据判断逆变器直流侧电压是否达到额定电压的1.1倍；当逆变器直流侧电压达到额定电压的1.1倍时，通过调节DC/DC升压电路中的功率开关器件开断对逆变器输入直流电压进行控制；当逆变器直流侧电压未达到额定电压的1.1倍时，控制光伏阵列出口端电压为最大功率点电压，使其运行在最大功率点；③根据步骤①测得的数据，采用式(1)计算判断阈值Ux，若Ux≤0，也即当逆变器交流侧电压大于或等于额定电压的80％时，判定系统运行状态正常，执行步骤④；若Ux＞0，也即当逆变器交流侧电压降至小于额定电压的80％时，判定系统发生故障，执行步骤⑤；式中，Uskrms为逆变器交流侧的k相电压的有效值，k＝a，b，c；UN为逆变器交流侧的额定电压值；④采用电压外环控制和电流内环控制对逆变器实施双环控制，其中，电压外环控制通过控制输入逆变器的直流电压的稳定实施；内环电流控制通过dq解耦对输出功率因数进行控制且通过令q轴电流参考值为0达到零功率因数输出实施；⑤对逆变器实施正负序控制：将逆变器交流侧电压分解为正序分量和负序分量分别控制，其中，负序分量仅采用电流内环控制，且电流的参考值均为0；正序分量采用电流单环控制，此时q轴电流参考值按式(2)和式(3)确定(q轴电流参考值不再为0)：Urms＝min{Usarms,Usbrms,Uscrms本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含两级式电压逆变器的并网光伏发电系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：①通过电压互感器和电流互感器分别采集逆变器直流侧电压Udc和交流侧电压电流Usa、Usb、Usc、Ia、Ib、Ic以及逆变器的升压电路DC/DC输入电压U；②根据步骤①测得的数据判断逆变器直流侧电压是否达到额定电压的1.1倍；若逆变器直流侧电压达到额定电压的1.1倍时，调节DC/DC升压电路中的功率开关器件开断对逆变器输入直流电压进行控制；若逆变器直流侧电压未达到额定电压的1.1倍时，控制光伏阵列出口端电压为最大功率点电压，使其运行在最大功率点；③根据步骤①测得的数据，采用式(1)计算判断阈值Ux，若Ux≤0，判定系统运行状态正常，执行步骤④；若Ux＞0，判定系统发生故障，执行步骤⑤；Ux=0.8-UskrmsUN/3---(1)]]>式中，Uskrms为逆变器交流侧的k相电压的有效值，k＝a，b，c；UN为逆变器交流侧的额定电压值；④采用电压外环控制和电流内环控制对逆变器实施双环控制，其中，电压外环控制通过控制输入逆变器的直流电压的稳定实施；内环电流控制通过dq解耦对输出功率因数进行控制且通过令q轴电流参考值为0达到零功率因数输出实施；⑤对逆变器实施正负序控制：将逆变器交流侧电压分解为正序分量和负序分量分别控制，其中，负序分量仅采用电流内环控制，且电流的参考值均为0；正序分量采用电流单环控制，此时q轴电流参考值按式(2)和式(3)确定：Iqref=max{-2(1-UrmsUN/3),-1.0}Idref=min{(1.12-Iqref2),Idref1}---(2)]]> Urms＝min{Usarms,Usbrms,Uscrms}    (3)式中：Iqref为q轴电流的参考值；Idref为d轴电流的参考值；Idref1为正常运行时由电压外环控制得到的d轴电流参考值；UN为逆变器交流侧的额定电压；Usarms、Usbrms、Uscrms分别为逆变器交流侧a，b，c相电压的有效值。...

【技术特征摘要】
1.一种含两级式电压逆变器的并网光伏发电系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：①通过电压互感器和电流互感器分别采集逆变器直流侧电压Udc和交流侧电压电流Usa、Usb、Usc、Ia、Ib、Ic以及逆变器的升压电路DC/DC输入电压U；②根据步骤①测得的数据判断逆变器直流侧电压是否达到额定电压的1.1倍；若逆变器直流侧电压达到额定电压的1.1倍时，调节DC/DC升压电路中的功率开关器件开断对逆变器输入直流电压进行控制；若逆变器直流侧电压未达到额定电压的1.1倍时，控制光伏阵列出口端电压为最大功率点电压，使其运行在最大功率点；③根据步骤①测得的数据，采用式(1)计算判断阈值Ux，若Ux≤0，判定系统运行状态正常，执行步骤④；若Ux＞0，判定...

【专利技术属性】
技术研发人员：董祖晨，花丽丹，张红洁，谢芮芮，张志奎，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司常州供电公司，国网江苏省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32