【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新型电力系统，具体涉及一种新型电力系统并网光伏电能质量改善控制方法。
技术介绍
1、新型电力系统中太阳能光伏发电的渗透率正急剧增加。通过与所接入点非线性负荷的交互影响，光伏系统将引起并网点的电压暂降、电压暂升、不平衡和波形畸变等一系列电能质量问题，进一步影响并网光伏系统的并网同步性能，使其电能质量指标恶化。该现象在光伏系统向不平衡的非线性负载或单相负载供电时更加严重。传统控制方法广泛采用诸如dq同步旋转坐标变换的锁相环技术进行同步，但该技术在存在直流偏置、负序分量和波形畸变等非理想电压条件下性能大大下降；其他提出的联合使用低通滤波器和srf-pll以提高响应性能的方法，对低通滤波器要求很高，往往难以满足实际应用要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种新型电力系统并网光伏电能质量改善控制方法，以解决现有技术中在非理想电压条件下性能大大下降以及对低通滤波器要求很高的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种新型电力系统并网光伏电能质量改善控制方法，通过多层nlms自适应滤波器对电网电压和负载电流进行滤波，计算得到并网参考电压和参考电流的dq分量，从而改善光伏并网系统的同步性能，并改善电能质量指标。具体包括以下步骤：
3、步骤1：获取光伏并网系统的控制信号，确定dc-dc变换器的占空比并产生控制脉冲；
4、步骤2：构建多层nlms算法模型，对电网电压和负载电流进行多层滤波，得到电网电压和负载电流基波同相分量和
5、步骤3：计算电网电压和负载电流的dq轴分量，得到并网参考电压和参考电流的dq分量，确定锁相环的电网电压相角和控制并网逆变器的门控脉冲，实现光伏并网的同步并改善电能质量指标。
6、进一步地，步骤1中所述并网光伏系统的控制信号包括交流电网三相电压(va,vb，vc)、线路电流(ia,ib,ic)、负载电流(ila,ilb,ilc)、光伏输出电压(vpv)、光伏输出电流(ipv)和dc-dc变换器的输出电压vdc；
7、光伏并网系统由两阶段结构组成，第一部分为dc-dc变换器，第二部分为并网逆变器，通过扰动观察法追踪光伏系统的最大功率点，利用测得的vdc求出dc-dc变换器占空比d，计算公式为：
8、
9、式中，vdc为dc-dc变换器的输出电压，vpv,m为光伏系统最大功率点对应的电压。
10、进一步地，步骤2中所述的nlms算法模型如附图1所示，首先滤除电压信号主要的低阶奇数次谐波，滤波分量计算公式为：
11、
12、xn(k)＝sin[nθ(k)],y(k)＝vp,n(k),yn(k)＝vp,n(k)；
13、xn(k)＝sin[nθ(k)],y(k)＝ip,n(k),yn(k)＝ip,n(k)；
14、xn(k)＝cos[nθ(k)],y(k)＝vq,n(k),yn(k)＝vq,n(k)；
15、xn(k)＝cos[nθ(k)],y(k)＝iq,n(k),yn(k)＝iq,n(k)；
16、v(k)＝va(k),vb(k),vc(k)；i(k)＝ila(k),ilb(k),ilc(k)
17、式中，n为谐波次数；k为采样时刻；p、q分别表示输入信号的同相分量和正交分量；θ为由锁相环给出的电网电压相角；α、β为nlms滤波器的参数，取值为0<α<2、β>0；e’为一级滤波输出信号，由直流分量、基波分量和高次谐波组成。
18、其次，滤除一级滤波输出信号e’的直流分量，得到第二级滤波输出信号e”，计算公式为：
19、
20、式中，e”为二级滤波输出信号，包含基波和高阶谐波分量；αdc为nlms滤波器滤除直流分量时的参数，数值为0.00005。
21、接下来，滤除二级滤波输出信号e”的高阶谐波分量并得出与基波同相的分量和正交的分量的幅值，计算公式为：
22、
23、yp,1(k)＝vap,1(k),vbp,1(k),vcp,1(k),ilap,1(k),ilbp,1(k),ilcp,1(k)
24、yq,1(k)＝vaq,1(k),vbq,1(k),vcq,1(k),ilaq,1(k),ilbq,1(k),ilcq,1(k)
25、式中，yp,1为电网电压基波和负载电流基波的同相分量的幅值，yq,1为电网电压基波和负载电流基波的正交分量的幅值。
26、进一步地，步骤3中计算与基波同相分量和正交分量的幅值振幅的平均值，得到电网电压和负载电流的dq轴分量，计算公式为：
27、
28、得到的vd1和vq1用于锁相环中估计电网电压相角；vd1也用于确定参考直流电压vdcr，通过外环电压控制确保并网逆变器在最优直流电压vdc下运行；
29、得到的负载电流dq轴分量ild1和ilq1用于估计电流环参考电流idr和iqr，计算公式为：
30、
31、式中，ivdc是直流回路比例积分稳压器输出；ipvf是前馈组件在极端天气条件下光伏并网系统功率快速变化时改善pi调节器响应；当并网逆变器提供无功补偿时，rcm＝1,iqr为零，否则，rcm＝0，电网向负载提供无功功率；
32、由于ild1、ilq1、ivdc和ipvf均为无纹波的直流信号，所以估计的idr和iqr也是无纹波的，用于产生并网逆变器的开关脉冲，使得电网电流保持平衡，能够有效改善光伏并网同步问题和电能质量问题。
33、本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：
34、本专利技术利用多层nlms自适应滤波器对电网电压和负载电流进行滤波，分别消除低阶奇数次谐波、高次谐波和直流分量，利用输出的滤波分量估计并网参考电压和参考电流的dq分量，以确定锁相环的电网电压相角并生成并网逆变器的控制脉冲，可有效改善非理想电网电压和负载电流下并网光伏系统的同步性能和电能质量指标。本专利技术对于解决光伏并网同步问题和改善并网系统电能质量具有一定理论价值和现实意义。
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2.根据权利要求1所述的一种新型电力系统并网光伏电能质量改善控制方法，其特征在于，
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【技术特征摘要】
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2.根据权利要求1所述的一种新型电力系统并网光伏电能质量改善控制方法，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：叶煜明，王俊刚，吴晖，潘定才，喇元，李凡，钟伟华，钱琪琪，李硕，张劲松，殷雪莉，胡蓉，王增超，王昕，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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