一种三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网控制方法技术

本发明专利技术涉及一种三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网控制方法，通过电压霍尔传感器采样电网电压并通过3/2变换得到静止坐标系下的电压信号。将静止坐标系下电压信号分别向前、向后移1/4周期，得到延迟电压信号，利用有功功率参考值、无功功率参考值、静止坐标系下电压分量和延迟电压信号，生成电流参考指令，利用电流霍尔传感器采样光伏并网逆变器输出电流，通过3/2变换得到静止坐标系下的电流信号。将电流信号与电流参考指令相减得到误差信号，送入PR调节器，将得到的信号经过2/3变换后送入SVPWM调制模块，最后生成开关管的驱动信号。本发明专利技术可以同时实现三相配电线路末端电压不平衡下系统有功/无功功率恒定和并网电流正弦输出。弦输出。弦输出。

【技术实现步骤摘要】
一种三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子领域中光伏并网的控制方法，尤其涉及一种三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网控制方法。

技术介绍

[0002]随着工业用电和居民用电的普及，配电线路对电能质量越来越敏感，对电能质量特别是对电压质量的要求越来越高，因此对电压质量的实时控制对于工业用电和居民用电至关重要。近年来世界各国加紧新能源战略部署，大力发展以太阳能为代表的分布式发电技术，实际应用中可以利用光伏电源的并网控制解决配网线路电压不平衡和线路末端电压的电能质量问题。就现有的光伏并网控制器而言，只能实现在并网点电压不平衡在允许范围的理想条件下并网，非理想电网条件下可能导致并网电流严重畸变，造成三相配电线路末端敏感负荷供电隐患，因此研究三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网控制方法具有重要意义。关于三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网控制方法，早期大多集中在传统瞬时功率理论，西班牙学者Pedro Rodriguez教授在文献《Flexible active power control of distributed power generation systems during grid faults》中提出了5种控制方法，为三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网控制方法的研究奠定了重要理论基础，但其忽略了功率/电流质量的协调控制。对此，文献《Flexible Control Strategy for Grid
‑
Connected Inverter under Unbalanced Grid Faults without PLL》提出了一种无锁相环控制方法，量化分析了三相配电线路末端电压不平衡瞬时功率波动和并网电流畸变机理，但仍未同时实现功率零波动和并网电流零畸变的控制目标。文献《Power Controllability of Three
‑
phase Converter with Unbalanced AC Source》指出三相并网逆变器三线制结构的控制自由度有限，无法同时实现功率恒定和并网电流正弦，进而采用四线制结构引入零序分量进行控制，但该策略控制结构复杂且容易导致系统响应延迟。此外，文献《Evaluation of IRP,FBD,SD,and generalized non
‑
active power theories》进行了虚拟瞬时功率的理论推导，但在旋转坐标系下的推导过程复杂，且需要锁相环进行电压/电流正负序分量提取，实际应用不便。

技术实现思路

[0003]本申请实施例的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网控制方法，可以满足功率恒定和并网电流不畸变控制要求，减小系统敏感负荷供电隐患，保证三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网系统可靠运行。
[0004]本申请实施例解决技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网控制方法，该方法包括如下步骤：
[0006]步骤1，通过电压霍尔传感器采样电网电压e
a
,e
b
,e
c
并通过3/2变换得到静止坐标系下的电压信号e
α
,e
β
；
[0007]其中，e
a
、e
b
、e
c
分别为采样得到的A相、B相、C相电网电压信号；e
α
,e
β
分别为静止坐标系下α轴和β轴的电压信号；
[0008]步骤2，将静止坐标系下电压信号e
α
向前移1/4周期，静止坐标系下β轴的电压信号e
β
向后移1/4周期，得到延迟电压信号
[0009]其中，分别为超前于e
α
1/4周期的延迟电压信号，滞后于e
β
1/4周期的延迟电压信号；
[0010]步骤3，利用有功功率参考值P
*
、无功功率参考值Q
*
、静止坐标系下α轴和β轴的电压信号e
α
,e
β
和延迟电压信号生成电流信号参考指令其表达式为：
[0011][0012]其中，分别为生成的α轴和β轴的电流信号参考指令，为α轴下有功功率电流信号参考指令，为α轴下无功功率电流信号参考指令，为β轴下有功功率电流信号参考指令，为β轴下无功功率电流信号参考指令；
[0013]步骤4，利用电流霍尔传感器采样光伏并网逆变器输出电流信号i
abc
，通过3/2变换得到静止坐标系下的电流信号i
α
,i
β
，并定义光伏并网逆变器虚拟瞬时有功功率和无功功率的输出表达式为：
[0014][0015]其中，i
α
,i
β
分别为静止坐标系下α轴和β轴的电流信号，p为定义的虚拟瞬时有功功率、q为定义的虚拟瞬时无功功率；
[0016]步骤5，将电流信号i
α
,i
β
与电流信号参考指令相减得到误差信号，送入PR调节器，将得到的调节信号S
α
,S
β
经过2/3变换后送入SVPWM调制模块，最后生成开关管的驱动信号S1～S6，
[0017]S
α
,S
β
分别为经过PR调节器调节后得到的α轴和β轴的调节信号，S1～S6分别为驱动开关管导通和关断的六路驱动信号。
[0018]进一步地，在步骤2中所述的延迟信号生成方法为：
[0019][0020]其中相移滤波器系数ω
c
和ω均取电网电压信号角频率，ω
c
和ω均为相移滤波器的系数，s为拉普拉斯算子。
[0021]进一步地，在步骤3中所述的参考电流生成方法为：
[0022][0023]进一步地，在步骤5中所述PR调节器的传递函数为：
[0024][0025]k
p
为比例谐振PR调节器中的比例系数，k
r
为比例谐振PR调节器中的谐振系数。
[0026]本申请实施例的优点和积极效果是：
[0027]本专利技术提出一种三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网控制方法，可以同时实现三相配电线路末端电压不平衡下系统有功/无功功率恒定和并网电流正弦输出。另一方面，从控制结构上看，本专利技术不需要三相并网逆变器采用四线制结构，也无需锁相环结构提取电压/电流正负序分量，简化了系统控制结构，便于工程实际应用。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的一种三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网控制方法原理图；
[0029]图2为本专利技术的光伏并网逆变器系统电网电压波形图；
[0030]图3为传统的光伏并网逆变器控制方法的输出功率和并网电流波形图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相配电线路末端电压不平衡下的光伏并网控制方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤1，通过电压霍尔传感器采样电网电压e
a
,e
b
,e
c
并通过3/2变换得到静止坐标系下的电压信号e
α
,e
β
；其中，e
a
、e
b
、e
c
分别为采样得到的A相、B相、C相电网电压信号；e
α
,e
β
分别为静止坐标系下α轴和β轴的电压信号；步骤2，将静止坐标系下电压信号e
α
向前移1/4周期，静止坐标系下β轴的电压信号e
β
向后移1/4周期，得到延迟电压信号其中，分别为超前于e
α
1/4周期的延迟电压信号，滞后于e
β
1/4周期的延迟电压信号；步骤3，利用有功功率参考值P
*
、无功功率参考值Q
*
、静止坐标系下α轴和β轴的电压信号e
α
,e
β
和延迟电压信号生成电流信号参考指令其表达式为：其中，分别为生成的α轴和β轴的电流信号参考指令，为α轴下有功功率电流信号参考指令，为α轴下无功功率电流信号参考指令，为β轴下有功功率电流信号参考指令，为β轴下无功功率电流信号参考指令；步骤4，利用电流霍尔传感器采样光伏并网逆变器输出电流信号i
abc
，通过3/2变换得到静止坐标系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘通，朱杰，孙继友，宋红宇，王康丽，毛嘉茵，赵晟达，马赫，王文涛，李占一，刘在旺，高建山，赵振山，赵云远，王颖，李静，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：