一种双极性光伏直流并网系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种双极性光伏直流并网系统及控制方法。其中，系统包括：第一光伏发电模块、第二光伏发电模块，第一汇集母线、第二汇集母线、多个第一升压调节模块，多个第二升压调节模块；第一汇集母线与第一光伏发电模块连接，用于汇集第一光伏发电模块输出的电压，第二汇集母线与第二光伏发电模块连接，用于汇集第二光伏发电模块输出的电压，在系统整体上，本发明专利技术通过各个第一升压模块控制器分别调节各个第一升压模块的输出功率，并通过各个第二升压模块控制器分别调节各个第二升压模块的输出功率，实现了光伏直流并网系统的双极处的功率均衡控制和汇集母线电压的稳定控制，提升了光伏直流并网系统的可靠性和稳定性。可靠性和稳定性。可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种双极性光伏直流并网系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及光伏发电
，尤其涉及一种双极性光伏直流并网系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着科技的快速发展，传统的电力系统正逐渐地转型为以新能源发电为主的新型电力系统，新能源发电占比在不断地提高。其中，光伏发电技术是应用较为广泛的新能源发电技术之一。
[0003]传统的光伏发电并网采用的是交流并网的形式，但是这种形式会容易带来以下问题：(1)光伏发电大量接入导致电力系统同步性和稳定性降低，引发宽频带振荡与电压越限问题；(2)交流汇集线路损耗大，系统输电效率降低；(3)光伏发电的间歇性造成电力系统潮流分布复杂化，引发保护策略与整定值变化；(4)光伏出力大范围随机波动引发系统运行调度控制问题；(5)光伏功率波动引发变压器和配电线/电缆过载问题。而随着电力电子器件以及控制技术的快速发展，直流并网技术由于具备线损小、输电效率高、传输容量大、覆盖范围广、电压稳定性强、无谐波问题、无频率与无功问题、无相位同步问题、且具备柔性合环运行能力等优点，逐渐被广泛应用。因此，建设光伏直流并网系统是未来光伏发电领域的发展趋势。
[0004]光伏直流并网系统按照极性运行方式可分为单极性和双极性。而在采用双极性并网方式时，双极功率不平衡会影响光伏直流并网系统的稳定性和可靠性。因此，如何提升光伏直流并网系统的稳定性和可靠性，成为等待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种双极性光伏直流并网系统及控制方法，解决了现有的光伏直流并网系统稳定性和可靠性差的技术问题。
[0006]本专利技术一方面提供了一种双极性光伏直流并网系统，所述系统包括：第一光伏发电模块、第二光伏发电模块，第一汇集母线、第二汇集母线、多个第一升压调节模块，多个第二升压调节模块；
[0007]所述第一光伏发电模块与所述第一汇集母线并联，所述第二光伏发电模块与所述第二汇集母线并联；
[0008]多个所述第一升压调节模块的输入端与所述第一汇集母线并联，多个所述第一升压模块的输出端相互串联后，连接至正极性直流电网；
[0009]所述第一升压调节模块包括第一升压模块和第一升压模块控制器；
[0010]所述第一升压模块控制器用于根据所述第一升压模块的输出电压和第一预设输出参考电压的差值、所述第一升压模块的输入电压和第一预设输入参考电压的差值调节所述第一升压模块的输出功率；
[0011]多个所述第二升压调节模块的输入端与所述第二汇集母线并联，多个所述第二升
压模块的输出端相互串联后，连接至负极性直流电网；
[0012]所述第二升压调节模块包括第二升压模块和第二升压模块控制器；
[0013]所述第二升压模块控制器用于根据所述第二升压模块的输出电压和第二预设输出参考电压的差值、所述第二升压模块的输入电压和第二预设输入参考电压的差值调节所述第二升压模块的输出功率。
[0014]可选地，所述第一升压模块控制器具体用于根据正极电网电压和所述第一升压模块的数量计算第一预设输出参考电压，并计算所述第一预设输出参考电压和所述第一升压模块的输出电压的差值，得到第一输出电压差值，并计算所述第一输出电压差值和第一预设调节系数的乘积，得到第一输出电压补偿量，并计算所述第一升压模块的输入电压和预设输入参考电压的差值，得到第一输入电压差值，并将所述第一输出电压补偿量和所述第一输入电压差值的和值进行PI调节，得到电压调节量，并将所述电压调节量进行脉宽调制，得到调节信号，并输出所述调节信号至所述第一升压模块。
[0015]可选地，所述第二升压模块控制器具体用于根据负极电网电压和所述第二升压模块的数量计算第二预设输出参考电压，并计算所述第二预设输出参考电压和所述第二升压模块的输出电压的差值，得到第二输出电压差值，并计算所述第二输出电压差值和第二预设调节系数的乘积，得到第二输出电压补偿量，并计算所述第二升压模块的输入电压和预设输入参考电压的差值，得到第二输入电压差值，并将所述第二输出电压补偿量和所述第二输入电压差值的和值进行PI调节，得到电压调节量，并将所述电压调节量进行脉宽调制，得到调节信号，并输出所述调节信号至所述第二升压模块。
[0016]可选地，所述第一光伏发电模块的数量为多个，所述第一光伏发电模块包括第一光伏阵列和第一光伏控制器；
[0017]所述第一光伏控制器与所述第一光伏阵列连接，用于根据接收到的站控指令控制所述第一光伏阵列输出至所述第一汇集母线的功率。
[0018]可选地，所述第二光伏发电模块的数量为多个；所述第二光伏发电模块包括第二光伏阵列和第二光伏控制器；
[0019]所述第二光伏控制器与所述第二光伏阵列连接，用于根据接收到的站控指令控制所述第二光伏阵列输出至所述第二汇集母线的功率。
[0020]可选地，所述第一光伏发电模块的数量与所述第二光伏发电模块的数量相同。
[0021]可选地，所述第一光伏发电模块的光伏阵列容量与所述第二光伏放电模块的光伏阵列容量相同。
[0022]可选地，所述站控指令包括实时功率控制值；
[0023]各所述第一发电模块的第一光伏控制器接收到的实时功率值与各所述第二发电模块的第二光伏控制器的实时功率值相同。
[0024]本专利技术另一方面提供了一种双极性光伏直流并网系统控制方法，应用于如上所述的系统，所述方法包括：
[0025]第一光伏发电模块接收站控指令，并根据所述站控指令调节并输出功率至第一汇集母线；
[0026]第二光伏发电模块接收站控指令，并根据所述站控指令调节并输出功率至第二汇集母线；
[0027]第一升压调节模块控制器获取正极电网电压、第一升压模块的输入电压和输出电压，并根据所述第一升压模块的输出电压和第一预设输出参考电压的差值、所述第一升压模块的输入电压和第一预设输入参考电压的差值调节所述第一升压模块的输出功率；
[0028]第二升压调节模块控制器获取负极电网电压、第二升压模块的输入电压和输出电压，并根据所述第二升压模块的输出电压和第二预设输出参考电压的差值、所述第二升压模块的输入电压和第二预设输入电压的差值调节所述第二升压模块的输出功率。
[0029]可选地，所述根据所述第一升压模块的输出电压和第一预设输出参考电压的差值、所述第一升压模块的输入电压和第一预设输入参考电压的差值调节所述第一升压模块的输出功率的步骤包括：
[0030]根据正极电网电压和所述第一升压模块的数量计算第一预设输出参考电压；
[0031]计算所述第一预设输出参考电压和所述第一升压模块的输出电压的差值，得到第一输出电压差值；
[0032]计算所述第一输出电压差值和第一预设调节系数的乘积，得到第一输出电压补偿量；
[0033]计算所述第一升压模块的输入电压和预设输入参考电压的差值，得到第一输入电压差值；
[0034]将所述第一输出电压补偿量和所述第一输入电压差值的和值进行PI调节，得到电压调节量；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极性光伏直流并网系统，其特征在于，所述系统包括：第一光伏发电模块、第二光伏发电模块，第一汇集母线、第二汇集母线、多个第一升压调节模块，多个第二升压调节模块；所述第一光伏发电模块与所述第一汇集母线并联，所述第二光伏发电模块与所述第二汇集母线并联；多个所述第一升压调节模块的输入端与所述第一汇集母线并联，多个所述第一升压模块的输出端相互串联后，连接至正极性直流电网；所述第一升压调节模块包括第一升压模块和第一升压模块控制器；所述第一升压模块控制器用于根据所述第一升压模块的输出电压和第一预设输出参考电压的差值、所述第一升压模块的输入电压和第一预设输入参考电压的差值调节所述第一升压模块的输出功率；多个所述第二升压调节模块的输入端与所述第二汇集母线并联，多个所述第二升压模块的输出端相互串联后，连接至负极性直流电网；所述第二升压调节模块包括第二升压模块和第二升压模块控制器；所述第二升压模块控制器用于根据所述第二升压模块的输出电压和第二预设输出参考电压的差值、所述第二升压模块的输入电压和第二预设输入参考电压的差值调节所述第二升压模块的输出功率。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一升压模块控制器具体用于根据正极电网电压和所述第一升压模块的数量计算第一预设输出参考电压，并计算所述第一预设输出参考电压和所述第一升压模块的输出电压的差值，得到第一输出电压差值，并计算所述第一输出电压差值和第一预设调节系数的乘积，得到第一输出电压补偿量，并计算所述第一升压模块的输入电压和预设输入参考电压的差值，得到第一输入电压差值，并将所述第一输出电压补偿量和所述第一输入电压差值的和值进行PI调节，得到电压调节量，并将所述电压调节量进行脉宽调制，得到调节信号，并输出所述调节信号至所述第一升压模块。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二升压模块控制器具体用于根据负极电网电压和所述第二升压模块的数量计算第二预设输出参考电压，并计算所述第二预设输出参考电压和所述第二升压模块的输出电压的差值，得到第二输出电压差值，并计算所述第二输出电压差值和第二预设调节系数的乘积，得到第二输出电压补偿量，并计算所述第二升压模块的输入电压和预设输入参考电压的差值，得到第二输入电压差值，并将所述第二输出电压补偿量和所述第二输入电压差值的和值进行PI调节，得到电压调节量，并将所述电压调节量进行脉宽调制，得到调节信号，并输出所述调节信号至所述第二升压模块。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一光伏发电模块的数量为多个，所述第一光伏发电模块包括第一光伏阵列和第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏明章，黄立滨，蔡海青，胡云，罗超，曾冠铭，陈炜，伍文聪，顾浩瀚，陈智豪，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：