一种光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法技术方案

本发明专利技术涉及一种光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法，应用于光伏发电系统，光伏发电系统包括相互连接的直流变换器和并网逆变器，方法包括：基于接收的调度指令确定第一控制模式和第二控制模式；其中，第一控制模式为MPPT控制模式或AGC控制模式，第二控制模式为AVC控制模式或非AVC控制模式；将直流变换器的控制模式切换为第一控制模式，以及将并网逆变器的控制模式切换为第二控制模式；采用第一控制模式控制直流变换器，以及采用第二控制模式控制并网逆变器。本申请可以实现光伏发电系统在MPPT控制与AGC控制之间的相互切换以及在AVC控制与非AVC控制之间的相互切换。及在AVC控制与非AVC控制之间的相互切换。及在AVC控制与非AVC控制之间的相互切换。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法


[0001]本专利技术涉及光伏发电
，特别是涉及一种光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法。

技术介绍

[0002]光伏产业的迅速发展是解决全球性能源危机，目前主要应用在集中式光伏电站、分布式微电网、虚拟电厂等典型场景。相比于单级式光伏发电，两级式光伏发电系统可实现最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）和并网逆变的解耦控制，同时降低光伏阵列输出电压的要求，具有控制灵活、适应性强的特点。随着光伏逆变器接入电网比例大幅增加，为了提升电网安全与可靠性，光伏发电系统自身除了具备MPPT功能，还需响应上级电网调度指令的自动发电控制（Automatic Generation Control，AGC）和自动电压控制（Automatic Voltage Control，AVC）来支撑电网运行，国内外研究大都侧重MPPT与AGC/AVC控制各自稳态过程的性能优化，针对上述双模式切换的动态过程缺少深入研究。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种光伏发电系统及其MPPT和AGC双模式控制快速切换方法、装置、计算机设备、计算机存储介质和计算机程序产品，实现MPPT控制与AGC控制的相互切换以及AVC控制与非AVC控制的相互切换，有效解决动态切换过程易产生的相关功率、电压和电流冲击问题，保障光伏发电设备与电网的安全运行。
[0004]第一方面，本申请提供了一种光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括相互连接的直流变换器和并网逆变器，所述方法包括：基于接收的调度指令确定第一控制模式和第二控制模式；其中，所述第一控制模式为MPPT控制模式或AGC控制模式，所述第二控制模式为AVC控制模式或非AVC控制模式；将所述直流变换器的控制模式切换为所述第一控制模式，以及将所述并网逆变器的控制模式切换为所述第二控制模式；采用所述第一控制模式控制所述直流变换器，以及采用所述第二控制模式控制所述并网逆变器。
[0005]第二方面，本申请还提供了一种光伏发电系统，包括：光伏阵列，用于将光能转换为电能并输出电信号；直流变换器，与所述光伏阵列连接，用于将所述光伏阵列输出的直流电信号进行升压处理；并网逆变器，与所述直流变换器连接，用于将升压后的直流电信号转换为交流电信号；第一控制电路，与所述直流变换器连接，用于基于接收的调度指令确定第一控制模式，并将所述直流变换器的控制模式切换至所述第一控制模式，以及采用所述第一控制
模式控制所述直流变换器；其中，所述第一控制模式为MPPT控制模式或AGC控制模式；第二控制电路，与所述并网逆变器连接，用于基于接收的所述调度指令确定第二控制模式，并将所述并网逆变器的控制模式切换至所述第二控制模式，以及采用所述第二控制模式控制所述并网逆变器；其中，所述第二控制模式为AVC控制模式或非AVC控制模式。
[0006]第三方面，本申请还提供了一种光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换装置，其特征在于，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括相互连接的直流变换器和并网逆变器，包括：确定模块，用于基于接收的调度指令，确定第一控制模式和第二控制模式；其中，所述第一控制模式为MPPT控制模式或AGC控制模式，所述第二控制模式为AVC控制模式或非AVC控制模式；切换模块，用于将所述直流变换器的控制模式切换为所述第一控制模式，以及将所述并网逆变器的控制模式切换为所述第二控制模式；控制模块，用于采用所述第一控制模式控制所述直流变换器，以及采用所述第二控制模式控制所述并网逆变器。
[0007]第四方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法的步骤。
[0008]第五方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的方法的步骤。
[0009]第六方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的方法的步骤。
[0010]上述光伏发电系统及其MPPT和AGC双模式控制快速切换方法、装置、计算机设备、存储介质和程序产品，可以基于调度指令将直流变换器的控制模式切换为第一控制模式，以及将并网逆变器的控制模式切换为第二控制模式，并采用第一控制模式控制直流变换器，以及采用第二控制模式控制并网逆变器，其中，第一控制模式为MPPT控制模式或AGC控制模式，第二控制模式为AVC控制模式或非AVC控制模式，如此实现了直流变换器在MPPT控制模式与AGC控制模式之间的相互切换，以及并网逆变器在AVC控制模式与非AVC控制模式之间的相互切换，提高了对于光伏发电系统的灵活控制，使得光伏发电系统能够兼容MPPT功能、AGC功能、AVC功能以及非AVC功能，进而拓展了光伏发电系统的功能性。
附图说明
[0011]图1为一个实施例提供的光伏发电系统的结构示意图；图2为一个实施例提供的光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法的流程示意图；图3为一个实施例提供的光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法中步骤S202的流程示意图；图4为一个实施例提供的光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法中步骤S206的流程示意图之一；
图5为一个实施例提供的光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法中步骤S402的流程示意图；图6为一个实施例提供的光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法中步骤S506的流程示意图；图7为一个实施例提供的含控制使能信号的MPPT控制模式下扰动观察爬山算法的流程示意图；图8为另一个实施例提供的光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法的流程示意图；图9为一个实施例提供的光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法中步骤S206的流程示意图之二；图10为另一个实施例提供的光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法中步骤S202的流程示意图；图11为一个实施例提供的光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法中步骤S206的流程示意图之三；图12为一个实施例提供的第二控制电路的结构示意图；图13为一个实施例提供的光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法中步骤S206的流程示意图之四；图14为另一个实施例提供的光伏发电系统的结构示意图；图15为一个实施例提供的第一控制电路的结构示意图；图16为又一个实施例提供的光伏发电系统的结构示意图；图17为一个实施例提供的AGC有功参考值P
agc
与实际输出有功P的对比波形示意图；图18为一个实施例提供的AVC无功参考值Q
avc
与实际输出无功Q的对比波形示意图；图19为一个实施例提供的并网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电系统MPPT和AGC双模式控制快速切换方法，其特征在于，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括相互连接的直流变换器和并网逆变器，所述方法包括：基于接收的调度指令确定第一控制模式和第二控制模式；其中，所述第一控制模式为MPPT控制模式或AGC控制模式，所述第二控制模式为AVC控制模式或非AVC控制模式；将所述直流变换器的控制模式切换为所述第一控制模式，以及将所述并网逆变器的控制模式切换为所述第二控制模式；采用所述第一控制模式控制所述直流变换器，以及采用所述第二控制模式控制所述并网逆变器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于接收的调度指令确定第一控制模式，包括：在所述调度指令不包括AGC控制指令的情况下，确定所述第一控制模式为所述MPPT控制模式，并生成第一使能信号；其中，所述第一使能信号用于指示将所述直流变换器的控制模式切换为所述MPPT控制模式；在所述调度指令包括所述AGC控制指令的情况下，确定所述第一控制模式为所述AGC控制模式，并生成第二使能信号；其中，所述第二使能信号用于指示将所述直流变换器的控制模式切换为所述AGC控制模式，所述第二使能信号与所述第一使能信号不同。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一控制模式为所述MPPT控制模式，所述采用所述第一控制模式控制所述直流变换器包括：根据所述光伏发电系统中光伏阵列输出的电信号和预设的扰动观察爬山算法，获取所述光伏发电系统的功率控制占空比；其中，所述光伏阵列与所述直流变换器连接；根据所述功率控制占空比驱动所述直流变换器。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述光伏发电系统中光伏阵列输出的电信号和预设的扰动观察爬山算法，获取所述光伏发电系统的功率控制占空比，包括：获取所述光伏发电系统中光伏阵列在前一时刻的第一电压、第一功率和第一占空比，以及所述光伏阵列在当前时刻的第二电压和第二功率；获取所述第二功率与所述第一功率的阵列功率差值，以及获取所述第二电压和所述第一电压的阵列电压差值；根据所述阵列功率差值和所述阵列电压差值获取所述功率控制占空比。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述阵列功率差值和所述阵列电压差值获取所述功率控制占空比，包括：在所述阵列功率差值为0的情况下，将所述第一占空比作为所述功率控制占空比；在所述阵列功率差值小于0且所述阵列电压差值小于0的情况下，获取所述第一占空比和预设步长的差值并作为下一时刻的第一占空比；在所述阵列功率差值小于0且所述阵列电压差值大于或等于0的情况下，获取所述第一占空比和所述预设步长之和并作为下一时刻的第一占空比；在所述阵列功率差值大于或等于0且所述阵列电压差值小于0的情况下，获取所述第一占空比和所述预设步长之和并作为下一时刻的第一占空比；在所述阵列功率差值大于或等于0且所述阵列电压差值大于或等于0的情况下，获取所述第一占空比和所述预设步长的差值并作为下一时刻的第一占空比。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述功率控制占空比、当前时刻的发电控制占空比和预设调制系数，获取下一时刻的发电控制占空比；其中，所述下一时刻的发电控制占空比用于在所述直流变换器的控制模式由所述MPPT控制模式切换至所述AGC控制模式时，指示驱动所述直流变换器。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设调制系数包括占空比系数、第一比例系数和第一积分系数；其中，所述占空比系数与所述光伏发电系统的额定容量成反比；其中，所述根据所述功率控制占空比、当前时刻的发电控制占空比和预设调制系数，获取下一时刻的发电控制占空比，包括：获取所述功率控制占空比与所述当前时刻的发电控制占空比的占空比差值；获取所述占空比差值和所述占空比系数的占空比乘积；根据所述第一比例系数和所述第一积分系数，对所述占空比乘积进行比例积分，获取所述下一时刻的发电控制占空比。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一控制模式为所述AGC控制模式，所述采用所述第一控制模式控制所述直流变换器包括：根据所述AGC控制指令获取所述光伏发电系统的有功功率参考值；根据第一比例系数和第一积分系数，对有功功率差值进行比例积分，获取发电控制占空比；其中，所述有功功率差值为所述有功功率参考值和所述光伏发电系统中光伏阵列的有功功率的差值；根据所述发电控制占空比驱动所述直流变换器。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于接收的调度指令确定第二控制模式，包括：在所述调度指令包括AVC控制指令的情况下，确定所述第二控制模式为所述AVC控制模式；在所述调度指令不包括所述AVC控制指令的情况下，确定所述第二控制模式为所述非AVC控制模式。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二控制模式为所述AVC控制模式，所述采用所述第二控制模式控制所述并网逆变器包括：根据所述AVC控制指令获取所述光伏发电系统的无功功率参考值；根据所述并网逆变器直流侧的直流电压、所述并网逆变器交流侧的三相电信号、所述光伏发电系统的无功功率和所述无功功率参考值，获取第一电压调制信号；根据所述第一电压调制信号驱动所述并网逆变器。11.根据权利要求10所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛俊，李鹏，马溪原，杨铎烔，俞靖一，徐全，王鹏宇，许一泽，
申请(专利权)人：南方电网数字电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：