一种接入光伏阵列的电压暂降治理方法技术

本申请公开了一种接入光伏阵列的电压暂降治理方法，属于电压暂降治理技术领域。本申请的方法包括：利用基于dq变换方法的综合算法对电压暂降进行评估检测，得到正序基波电压暂降的幅值以及相位跳变角；根据所述评估检测的结果，采用动态电压恢复器进行电压补偿；其中，所述动态电压恢复器的直流电源为基于超级电容改进的光伏阵列。能够有效利用分布式光伏发电提供的清洁电能，稳定电压暂降治理过程中的电流电压质量，降低电压暂降治理难度与总体成本，且可以结合超级电容器提高治理响应速度、扩大治理响应区间，为电压暂降治理提供全新思路与可行方法。路与可行方法。路与可行方法。

【技术实现步骤摘要】
一种接入光伏阵列的电压暂降治理方法


[0001]本申请涉及电压暂降治理技术，更具体地说，涉及一种接入光伏阵列的电压暂降治理方法。

技术介绍

[0002]电压暂降一般指电力系统中电压有效值快速跌落至额定值的90％到10％之间，持续将近半个周波甚至1分钟的一类电能质量扰动现象，可能导致用电设备停机甚至烧毁，具有较大安全隐患。因此，为保障敏感负荷稳定运行、提升电力系统供电质量，有关电压暂降的评估治理也一直是电能质量管理领域的重要议题之一。

技术实现思路

[0003]鉴于此，为了稳定电压暂降治理过程中的电流电压质量，降低电压暂降治理难度与总体成本，本申请提出了一种接入光伏阵列的电压暂降治理方法。
[0004]为了实现上述目的，本申请提供了接入光伏阵列的电压暂降治理方法，包括：利用基于dq变换方法的综合算法对电压暂降进行评估检测，得到正序基波电压暂降的幅值以及相位跳变角；根据所述评估检测的结果，采用动态电压恢复器进行电压补偿；其中，所述动态电压恢复器的直流电源为基于超级电容改进的光伏阵列。
[0005]作为其他可以实现的形式中，所述光伏阵列由一定数量符合条件的光伏电池组并联组成。
[0006]作为其他可以实现的形式中，所述光伏电池组的输出特性表达式为：
[0007][0008][0009][0010]上式中，I为光伏电池的输出电流，I
pg
为光伏电池中产生的光生电流，I
scsrd
为标准条件短路电流，I
rs
和I
rssrd
分别为反向饱和电流和标准条件反向饱和电流，c为电子电荷量，V为光伏电池的输出电压，R
s
为光伏电池串联等效电阻，F
ideal
为二极管理想因子，k为玻尔兹曼常数，μ为光伏电池电流温度系数，T和T
srd
分别为光伏电池温度和标准条件环境温度，S和S
srd
分别为光照强度和标准条件光照强度。
[0011]作为其他可以实现的形式中，所述光伏阵列的等效模型为：
[0012][0013][0014]上式中，I
array
和R
sarray
分别为光伏阵列的输出电流和串联等效电阻，N
p
和N
s
则分别为光伏阵列中光伏电池组的串联数目和并联数目。
[0015]作为其他可以实现的形式中，所述采用动态电压恢复器进行电压补偿之前，还包括：将所述评估检测的结果与额定值对比；其中所述额定值为既定的正序基波电压有效值与允许的相位跳变角；若所述评估检测的结果在额定值的90％到10％之间，则动态电压恢复器启动工作。
[0016]作为其他可以实现的形式中，所述基于超级电容改进的光伏阵列采用充电控制器将光伏阵列作为电源对超级电容进行充电；其中，所述充电控制器至少包括BUCK变换器、功率开关管及二极管。
[0017]作为其他可以实现的形式中，所述动态电压恢复器进行电压补偿的方式为：控制逆变电路，以正弦脉冲宽度调制的方式生成PWM信号；将直流转化为交流补偿电压。
[0018]作为其他可以实现的形式中，所述将直流转化为交流补偿电压之后，还包括：滤除所述交流补偿电压中的高次谐波，然后输出治理电压暂降所需的补偿电压。
[0019]有益效果
[0020]与现有技术相比，本申请的技术方案具有的优点是：通过基于dq变换的综合算法对电力系统中的电压暂降现象进行评估检测，对电压暂降源实施定点定位，并将光伏电池组并联为个光伏阵列以构成动态电压恢复器的直流侧电源，并利用超级电容器加以改进，以缓解光伏阵列在不同天气情况或其他原因下的不稳定性，最终提高动态电压恢复器电压补偿的效率与质量；这一评估治理方法充分考虑了分布式光伏发电的清洁性与经济性，在一定程度上降低了电网中电压暂降的治理难度与治理成本，且将超级电容器加入评估治理系统可以有效提高治理响应速度、扩大治理响应区间，为电压暂降治理提供全新思路与可行方法。
附图说明
[0021]图1是本申请的接入光伏阵列的电压暂降治理方法的示意图；
[0022]图2是本申请的接入光伏阵列的电压暂降治理方法的流程示意图；
[0023]图3是本申请的一具体实施例的电压暂降现象示意图；
[0024]图4是本申请的一具体实施例的流程示意图；
[0025]图5是本申请的一具体实施例的补偿后的电压波形示意图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示
所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0028]还应当理解，在本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0029]及时、精确地评估检测电压暂降特征量是保证电压暂降治理效率与质量的必要前提。当前，检测电压暂降的常用方法有缺损电压法、移动平均法以及dq变换法。其中，缺损电压法需基于故障前的瞬时电压值进行电压补偿，难度较大且无法测算得出电压暂降的幅值与相位跳变角；移动平均法通过计算周期信号的有效值可以获取电压暂降幅值，但会产生超过半个周期的时滞；而dq变换法可灵活求取电流基波、高频振荡等电压暂降特征量，应用最为广泛。相应地，基于电压暂降的监测评估，关于其治理方法的研究也在不断开展。利用不间断电源(UPS)来应对电压暂降的可靠性较高，但容量较小且难以推广；快速电压调节器(AVC)拥有大容量与宽补偿范围，但补偿效率一般较低；动态电压恢复器(DVR)通常串联在敏感负荷与系统电源之间，可以有效保障敏感符合安全运行，治理质量稳定，但补偿范围有限，尚存在改进空间。
[0030]因此，本专利技术提出一种如图1所示的接入光伏阵列的电压暂降治理方法，尝试运用清洁能源改进电能质量管理手段，能够有效利用分布式光伏发电提供的清洁电能，稳定电压暂降治理过程中的电流电压质量，降低电压暂降治理难度与总体成本，所述方法包括S110至S120。
[0031]S110、利用基于dq变换方法的综合算法对电压暂降进行评估检测，得到正序基波电压暂降的幅值以及相位跳变角。
[0032]用电设备的电压暂降多作为单相事件发生。在对电压暂降实施治理之前，首先需要运用基于dq变换方法的综合算法对电压暂降进行评估检测。这种算法通过对故障相的电压求导构造虚拟三相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接入光伏阵列的电压暂降治理方法，其特征在于，包括：利用基于dq变换方法的综合算法对电压暂降进行评估检测，得到正序基波电压暂降的幅值以及相位跳变角；根据所述评估检测的结果，采用动态电压恢复器进行电压补偿；其中，所述动态电压恢复器的直流电源为基于超级电容改进的光伏阵列。2.根据权利要求1所述的接入光伏阵列的电压暂降治理方法，其特征在于，所述光伏阵列由一定数量符合条件的光伏电池组并联组成。3.根据权利要求2所述的接入光伏阵列的电压暂降治理方法，其特征在于，所述光伏电池组的输出特性表达式为：池组的输出特性表达式为：池组的输出特性表达式为：上式中，I为光伏电池的输出电流，I
pg
为光伏电池中产生的光生电流，I
scsrd
为标准条件短路电流，I
rs
和I
rssrd
分别为反向饱和电流和标准条件反向饱和电流，c为电子电荷量，V为光伏电池的输出电压，R
s
为光伏电池串联等效电阻，F
ideal
为二极管理想因子，k为玻尔兹曼常数，μ为光伏电池电流温度系数，T和T
srd
分别为光伏电池温度和标准条件环境温度，S和S
srd
分别为光照强度和标准条件光照强度。4.根据权利要求2所述的接入光伏阵列的电压暂...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚知洋，韩帅，吴宁，陈卫东，郭小璇，卢健斌，肖静，孙乐平，阮诗雅，龚文兰，吴晓锐，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：