光伏逆变器优化控制方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了光伏逆变器优化控制方法、装置、计算机设备和存储介质，其可减小电网谐波对MPPT的影响，且具有治理谐波、无功补偿及稳定电压的功能，可为提高两级光伏并网系统运行的最大功率点的跟踪能力和电能质量提供理论依据。依据。依据。

【技术实现步骤摘要】
光伏逆变器优化控制方法、装置、计算机设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及电力
，具体为光伏逆变器优化控制方法、装置、计算机设备和存储介质。
技术背景
[0002]随着大规模分布式光伏接入电网，配电网系统结构、运行方式和电气特性正在发生根本性变化。由于光伏出力的随机性和间歇性、逆变的非线性，以及白天基荷低、大规模倒送等造成供用电系统末端过电压、三相不平衡、谐波含量偏高、电磁谐振等电能质量突出问题，使得光伏并网导致系统故障及设备损坏的事件时有发生，光伏发电带来的安全性、稳定性和电能质量问题也越来越突出，且由谐波和过电压引起的设备损坏事故也越来越多。因此，亟须探索一种有效的治理策略以缓解配电网中严重的电压问题。另外，精密数字化的电源、负荷设备，因电压问题造成的后果也会更加严重，也就对电压更加敏感，对电压水平要求更高。
[0003]逆变器作为光伏电池和电网的交直流能量变换的纽带和光伏发电的核心环节，逆变器的控制策略决定了功率变换、出力特性、逆变效率和电能质量等的性能优劣。由于两级光伏系统前后级单独控制，控制较单级系统简单，因此广泛应用于分布式光伏发电，但是由于直流侧偶次谐波的影响，会导致两级式并网逆变器在直流母线电容上产生二次低频纹波分量，而过大的纹波电压会导致输出电压畸变，且过大的纹波电流会使母线电容发热、缩短寿命。同时，二次谐波影响最大功率跟踪(MPPT)控制，会使得光伏电池板光电转换效率降低；另一方面，对大规模分布式光伏接入配电网，由于缺少电能质量方面的考虑和设计，对滤波和无功补偿装置投入不够，加之各种非线性冲击性新型负荷的使用，从而会导致有源配电网电能质量问题愈加突出。
[0004]众所周知，光伏逆变器在大部分时段存在剩余容量，其可为电能质量优化提供物质基础，且由于有源滤波(APF)、无功补偿(SVG)与逆变器具有相同的硬件拓扑结构，这使得研发多功能复合的逆变器成为可能，因此，在不增加额外硬件设备的情况下，利用剩余容量进行有源滤波和无功补偿是分布式光伏有源配电网电能质量优化的经济可行技术路线，基于此，研发光伏逆变器优化控制方法，正是本专利技术的方向和目标。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了光伏逆变器优化控制方法、装置、计算机设备和存储介质，其可减小电网谐波对MPPT的影响，且具有治理谐波、无功补偿及稳定电压的功能，可为提高两级光伏并网系统运行的最大功率点的跟踪能力和电能质量提供理论依据。
[0006]本专利技术的技术方案是这样的，光伏逆变器优化控制方法，其特征在于，包括：
[0007]获取逆变器的额定电流i
n
、光伏并网的有功指令电流i
p
、谐波电流i
h
、无功电流i
q
；
[0008]根据当前获取的电流信息，进行信号处理，获得有源滤波和无功补偿的逆变器控制量；
[0009]根据获得的逆变器控制量，实现对逆变器的有源滤波和无功补偿控制。
[0010]进一步地，对所述逆变器控制量的确定，包括以下步骤：
[0011]S1、判断额定电流i
n
是否不大于有功指令电流i
p
；
[0012]若是，逆变器控制量i＝k1*i
p
，其中，比例系数k1为一常数；
[0013]若否，则计算获得逆变器剩余容量i
AMP
，表达式为：i
AMP
＝i
n
‑
i
p
，并进行步骤S2；
[0014]S2、判断逆变器剩余容量i
AMP
是否不大于谐波电流i
h
；
[0015]若是，逆变器控制量i＝i
p
+k2*i
h
，其中，比例系数k2为一常数；
[0016]若否，则进行步骤S3；
[0017]S3、判断逆变器剩余容量i
AMP
是否不大于谐波电流i
h
与有功指令电流i
p
的电流之和；
[0018]若是，逆变器控制量i＝i
p
+i
h
+k3*i
q
，其中，比例系数k3为一常数；
[0019]若否，则逆变器控制量i＝i
p
+i
h
+i
q
；
[0020]进一步地，比例系数k1满足：
[0021]比例系数k2满足：
[0022]比例系数k3满足：
[0023]其中，逆变器补偿完无功剩余容量i
SC
＝i
AMP
‑
i
h
；
[0024]进一步地，对于光伏并网的有功指令电流i
p
的获得，包括以下步骤：
[0025]S1.1、获取两级光伏并网系统中光伏阵列的输出电压和输出电流，根据电压电流数据确定所述光伏阵列的最大功率工作点，随后采用变步长电导增量法进行MPPT最大功率点跟踪；
[0026]S1.2、通过MPPT最大功率跟踪法获得光伏阵列输出的有功指令电流i
p
；
[0027]进一步地，光伏并网的有功指令电流i
p
、无功电流i
q
之间满足表达式：
[0028][0029]其中，直流母线电容
[0030]i
a
、i
b
、i
c
为三相谐波电流；
[0031]进一步地，形成的逆变器控制量i均不大于额定电流i
n
。
[0032]本专利技术还提出了光伏逆变器优化控制装置，包括：
[0033]数据获取模块，用于获取逆变器的额定电流i
n
、光伏并网的有功指令电流i
p
、谐波
电流i
h
、无功电流i
q
；
[0034]判断模块，用于根据当前获取的电流值与逆变器剩余容量i
AMP
之间的数值关系，判断是否进行电流合成，以获得相应的逆变器控制量；
[0035]控制模块，用于根据获得的逆变器控制量，对逆变器进行有源滤波和无功补偿控制。
[0036]进一步地，在所述判断模块中，若额定电流i
n
不大于有功指令电流i
p
，则形成的逆变器控制量i＝k1*i
p
；
[0037]若额定电流i
n
大于有功指令电流i
p
，则获得逆变器剩余容量i
AMP
，表达式为：i
AMP
＝i
n
‑
i
p
；
[0038]进一步地，若逆变器剩余容量i
AMP
不大于谐波电流i
h
，则形成逆变器控制量i＝i
p
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光伏逆变器优化控制方法，其特征在于，包括：获取逆变器的额定电流i
n
、光伏并网的有功指令电流i
p
、谐波电流i
h
、无功电流i
q
；根据当前获取的电流信息，进行信号处理，获得有源滤波和无功补偿的逆变器控制量；根据获得的逆变器控制量，实现对逆变器的有源滤波和无功补偿控制。2.根据权利要求1所述的光伏逆变器优化控制方法，其特征在于，对所述逆变器控制量的确定，包括以下步骤：S1、判断额定电流i
n
是否不大于有功指令电流i
p
；若是，逆变器控制量i＝k1*i
p
，其中，比例系数k1为一常数；若否，则计算获得逆变器剩余容量i
AMP
，表达式为：i
AMP
＝i
n
‑
i
p
，并进行步骤S2；S2、判断逆变器剩余容量i
AMP
是否不大于谐波电流i
h
；若是，逆变器控制量i＝i
p
+k2*i
h
，其中，比例系数k2为一常数；若否，则进行步骤S3；S3、判断逆变器剩余容量i
AMP
是否不大于谐波电流i
h
与有功指令电流i
p
的电流之和；若是，逆变器控制量i＝i
p
+i
h
+k3*i
q
，其中，比例系数k3为一常数；若否，则逆变器控制量i＝i
p
+i
h
+i
q
。3.根据权利要求1所述的光伏逆变器优化控制方法，其特征在于，比例系数k1满足：比例系数k2满足：比例系数k3满足：其中，逆变器补偿完无功剩余容量i
SC
＝i
AMP
‑
i
h
。4.根据权利要求1所述的光伏逆变器优化控制方法，其特征在于，对于光伏并网的有功指令电流i
p
的获得，包括以下步骤：S1.1、获取两级光伏并网系统中光伏阵列的输出电压和输出电流，根据电压电流数据确定所述光伏阵列的最大功率工作点，随后采用变步长电导增量法进行MPPT最大功率点跟踪；S1.2、通过MPPT最大功率跟踪法获得光伏阵列输出的有功指令电流i
p
。5.根据权利要求1所述的光伏逆变器优化控制方法，其特征在于，光伏并网的有功指令电流i
p
、无功电流i
q
之间满足表达式：
其中，直流母线电容i
a<...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭亲跃，孙泽坤，丁月明，罗皓鹏，宋莹，崔荣喜，刘昊，程云祥，贾伟，相智才，许家余，杜善慧，王锋，贾廷波，宋宜飞，王晶晶，付铮，薛纯，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司日照供电公司，
类型：发明
国别省市：