【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏发电，特别是涉及一种低压穿越相位快速补偿方法、装置及存储介质。
技术介绍
1、随着人口的增加和经济的快速发展，能源需求日益剧增。传统不可再生能源无法满足日益增长的能源需求，可再生清洁能源受到了广泛关注。近年来，随着光伏材料与电力电子技术的快速发展，光伏并网发电装置逐渐成熟，已成为实现能源结构改变的重要支撑。光伏并网发电装置需要快速检测电网电压相位的变化，才能实现有功功率、无功功率的精准输出。现有的光伏并网装置一般采用软件锁相环来跟踪电网电压相位。
2、随着光伏能源在能源结构中的比重越来越多，电网对于光伏并网系统的要求也越来越高。光伏并网系统在电网故障穿越发生时，需要快速响应给予电网支撑，根据电网电压变化，按照标准要求发出无功电流，支撑电网。然而电网低压穿越，尤其是接近于零电压穿越时，软件锁相环需要很久才能锁住电网相位，无法满足标准要求的响应时间与无功电流。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术针对光伏并网系统因锁相相位不准，导致电网电流反灌，造成的直流母线过压关机的问题，特别开发了一种低压穿越相位快速补偿方法、装置及存储介质，对电网电压的相位进行了快速补偿，解决了三相电网低压穿越过程中锁相环锁相速度慢导致无功电流幅值与响应时间不够的问题。
2、基于上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种低压穿越相位快速补偿方法，包括以下步骤：
3、根据采样的三相电网电压，进行锁相环锁相；
4、根据锁相环锁出的电网相位，计算出电网电
5、当电网发生三相低压穿越时，电网跳变时伴随相位跳变，根据分解的uq分量，计算出需要补偿的相位差；
6、补偿后的相位不参与锁相环控制，对锁相环输出直接补偿。
7、作为本专利技术的进一步方案，锁相环在d-q轴坐标系中建立有一个旋转的参考坐标系，角速度为ω；电网矢量us在d-q轴坐标系中以角速度ωn的旋转，锁相环通过调整角速度ω，使参考坐标系的d轴与电网矢量重合，电网相位便跟踪成功。
8、作为本专利技术的进一步方案，所述采样的三相电网电压包括三相电网电压ua、ub、uc；所述三相电网电压ua、ub、uc经过坐标变换，得到d-q轴分量ud、uq。
9、作为本专利技术的进一步方案，根据锁相环锁出的电网相位，计算出电网电压的d-q轴分量ud、uq的计算公式为：
10、
11、式中，θ为锁相环输出的相角。
12、作为本专利技术的进一步方案，根据锁相环锁出的电网相位，当相位追踪成功后，电压矢量在参考坐标系q轴的投影为0；控制器以uq＝0为目标进行调节，期望的输出为坐标轴的角速度ω，积分环节累加的和为电网相位。
13、作为本专利技术的进一步方案，当电网发生三相低压穿越时，电网跳变时伴随相位跳变，锁相环开始追踪，其中，电网穿越的深度增加时，电网电压变小，锁相环追踪的时间变长。
14、作为本专利技术的进一步方案，当电网发生三相低压穿越，锁相环的参考坐标系与电网电压的坐标系未重合时，电网在参考坐标系的q轴分解出uq分量，其中，uq分量的计算公式为：
15、uq＝umsinδθ
16、式中，um为电网电压模值，δθ为参考坐标系与电网矢量的相位差。
17、作为本专利技术的进一步方案，当电网发生三相低压穿越时，电网相位的跳变范围不超过30°，其中，参考坐标系与电网矢量的相位差δθ以及电网电压模值um的计算公式为：
18、
19、作为本专利技术的进一步方案，补偿后的相位不参与锁相环控制，补偿后的相位作为锁相环对外输出的补偿，其中，补偿的相位为变化的量，作为pi控制器前馈引入，用于引起控制器输出的震荡。
20、作为本专利技术的进一步方案，对锁相环输出直接补偿，当锁相环稳定后，uq为0，补偿量消失，相位平滑过渡，得到补偿后的相位θ*。
21、第二方面，本专利技术提供了一种低压穿越相位快速补偿装置，包括以下模块：
22、锁相环锁相模块，用于根据采样的三相电网电压，进行锁相环锁相；
23、d-q轴分量计算模块，用于根据锁相环锁出的电网相位，计算出电网电压的d-q轴分量ud、uq；
24、相位补偿计算模块，用于在电网发生三相低压穿越时，电网跳变时伴随相位跳变，根据分解的uq分量，计算出需要补偿的相位差；
25、锁相环输出补偿模块，用于补偿后的相位不参与锁相环控制，对锁相环输出直接补偿。
26、作为本专利技术的进一步方案，所述低压穿越相位快速补偿装置，还包括：
27、相位追踪成功判定模块，用于根据锁相环锁出的电网相位，判定相位追踪是否成功，成功时要求电压矢量在参考坐标系q轴的投影为0。
28、作为本专利技术的进一步方案，所述低压穿越相位快速补偿装置，还包括：
29、电网穿越深度关联模块，用于在电网低压穿越时，根据电网穿越的深度增加，与电网电压和追踪时间关联，电网电压变小，锁相环追踪的时间变长。
30、本专利技术的又一方面，还提供了一种存储介质，存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被执行时实现上述任一项根据本专利技术的低压穿越相位快速补偿方法。
31、与现有技术相比较而言，本专利技术提出的一种低压穿越相位快速补偿方法、装置及存储介质，具有以下有益效果：
32、1.提高锁相速度：通过在控制系统中引入快速相位补偿方法，成功提高了锁相环在电网低压穿越时刻的锁相速度，使得系统更能迅速、准确地跟踪电网相位的变化，提高了控制系统的响应速度。
33、2.防止电网电流反灌：本专利技术的低压穿越相位快速补偿方法有效地防止了光伏并网系统因锁相相位不准确而导致的电网电流反灌问题。电网电流反灌可能导致直流母线过压，通过快速相位补偿，成功避免了这一问题，提高了系统的可靠性和稳定性。
34、3.提高光伏并网系统支撑能力：通过快速补偿电网低压穿越时的相位变化，本专利技术的低压穿越相位快速补偿方法提高了光伏并网系统在这一时刻对电网的支撑能力，对于维持系统的运行，防止意外关机以及确保系统在电网不稳定时的稳定性都具有重要意义。
35、4.优化电网对系统的支持：本专利技术的低压穿越相位快速补偿方法有助于光伏并网系统更好地融入电网，减少了由于电网变化引起的问题。通过快速而准确地进行相位调整，系统能够更好地适应电网的变化，提高了系统与电网的协同性。
36、5.存储介质的应用：本专利技术的低压穿越相位快速补偿方法的存储介质应用方面，涉及将该快速相位补偿方法的算法和参数存储在介质中，以便在需要时进行检索和使用，有助于系统的灵活性和可维护性。
37、综上所述，本专利技术的低压穿越相位快速补偿方法、装置及存储介质通过提高锁相速度、防止电流反灌、增强系统支撑能力等效果，为光伏并网系统在电网不稳定时提供了一种高效、可靠的相位控制方案。
38、本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低压穿越相位快速补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的低压穿越相位快速补偿方法，其特征在于，锁相环在d-q轴坐标系中建立有一个旋转的参考坐标系，角速度为ω；电网矢量Us在d-q轴坐标系中以角速度ωn的旋转，锁相环通过调整角速度ω，使参考坐标系的d轴与电网矢量重合，电网相位便跟踪成功。
3.根据权利要求2所述的低压穿越相位快速补偿方法，其特征在于，所述采样的三相电网电压包括三相电网电压Ua、Ub、Uc；所述三相电网电压Ua、Ub、Uc经过坐标变换，得到d-q轴分量Ud、Uq；
4.根据权利要求3所述的低压穿越相位快速补偿方法，其特征在于，根据锁相环锁出的电网相位，当相位追踪成功后，电压矢量在参考坐标系q轴的投影为0；控制器以Uq＝0为目标进行调节，期望的输出为坐标轴的角速度ω，积分环节累加的和为电网相位。
5.根据权利要求4所述的低压穿越相位快速补偿方法，其特征在于，当电网发生三相低压穿越，锁相环的参考坐标系与电网电压的坐标系未重合时，电网在参考坐标系的q轴分解出Uq分量，其中，Uq分量的计算公式为：<...
【技术特征摘要】
1.一种低压穿越相位快速补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的低压穿越相位快速补偿方法，其特征在于，锁相环在d-q轴坐标系中建立有一个旋转的参考坐标系，角速度为ω；电网矢量us在d-q轴坐标系中以角速度ωn的旋转，锁相环通过调整角速度ω，使参考坐标系的d轴与电网矢量重合，电网相位便跟踪成功。
3.根据权利要求2所述的低压穿越相位快速补偿方法，其特征在于，所述采样的三相电网电压包括三相电网电压ua、ub、uc；所述三相电网电压ua、ub、uc经过坐标变换，得到d-q轴分量ud、uq；
4.根据权利要求3所述的低压穿越相位快速补偿方法，其特征在于，根据锁相环锁出的电网相位，当相位追踪成功后，电压矢量在参考坐标系q轴的投影为0；控制器以uq＝0为目标进行调节，期望的输出为坐标轴的角速度ω，积分环节累加的和为电网相位。
5.根据权利要求4所述的低压穿越相位快速补偿方法，其特征在于，当电网发生三相低压穿越，锁相环的参考坐标系与电网电压的坐标系未重合时，电网在参考坐标系的q轴分...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴明灿，高文超，
申请(专利权)人：上能电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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