[發明專利]光伏并網逆變器低電壓穿越控制的正負序分量分離方法

無效

• 申請號: 201310143857.4
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103269086A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 安少亮;孫向東;張琦;王建淵;宋衛章
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于智能電網電壓控制技術領域，涉及光伏并網逆變器低電壓穿越控制的正負序分量分離方法。

背景技術

隨著光伏并網發電系統裝機容量的逐年上升，當電網電壓不平衡或交流系統發生不對稱故障時換流站的交直流兩側會產生大量的負序分量和非特征諧波，這些諧波分量輕者會引起系統故障保護動作，重者會嚴重威脅換流裝置的安全，危及三相電網的穩定性及可靠性。因此，當電網發生短路故障導致電壓跌落時，需要解決如何采取相應的控制技術，保證并網發電裝置在電壓跌落過程中的允許時間內持續并網，從而避免電網故障的進一步惡化的問題。目前應用于光伏并網逆變器的低電壓穿越控制方法，主要分為功率控制與電流控制兩類，兩類方法都首先需要計算三相電壓及三相電流中的正序與負序分量，然后代入相應的控制器實現低電壓穿越。無中線電力系統的三相電量正負序分量分離方法主要有兩大類：一是濾波器消除二次諧波法，將三相電量，電壓或電流變換到正序和負序同步旋轉坐標系下，采用低通濾波器、或帶通濾波器、或陷波器消除二次諧波成分，從而得到直流的正序與負序分量，這種方法因為濾波器會降低系統控制帶寬，存在固有延時，對原系統的穩定性及控制性能有一定影響；二是四分之一基波電量周期延時法，該算法將三相電量變換到靜止坐標系下，通過四分之一周期延時以及相應運算得到正序與負序分量。但是以上方法的實現過程相對復雜，軟件算法的計算量大。

發明內容

本發明的目的在提供光伏并網逆變器低電壓穿越控制的正負序分量分離方法，避免了在三相電網出現電壓跌落或瞬時短路故障時，造成光伏并網逆變器電流過大、電網頻率異常的問題。

本發明的技術方案是按照以下步驟進行：

步驟1：通過三相電壓檢測單元對電網電流經過變壓器輸出后的三相電網電壓進行檢測，從而獲取三相電壓瞬時值e_a(k)、e_b(k)、e_c(k)；

步驟2：通過三相電流檢測單元對電網輸入的三相電流進行檢測，獲取三相電流瞬時值i_a(k)、i_b(k)、i_c(k)；

步驟3：將步驟1中獲取的三相電壓瞬時值e_a(k)、e_b(k)、e_c(k)通過同步鎖相單元處理得到輸出信號為電網電壓同步相位角正弦值sin(θ_e(k))與電網電壓同步相位角余弦值cos(θ_e(k))和輸出信號為電流同步相位角正弦值sin(θ_i(k))與電流同步相位角余弦值cos(θ_i(k))；

步驟4：將步驟3中得到的電網電壓同步相位角正弦值sin(θ_e(k))與電網電壓同步相位角余弦值cos(θ_e(k))，和步驟1中得到的三個電網電壓瞬時值e_a(k)、e_b(k)、e_c(k)通過電壓正序負序分量提取單元提取三相電壓在dq旋轉坐標系下的d軸電壓正序分量e⁺_d(k)、q軸電壓正序分量e⁺_q(k)、d軸電壓負序分量e^-_d(k)、q軸電壓負序分量e^-_q(k)；

步驟5：將步驟3中得到的電流同步相位角正余弦值sin(θ_i(k))與電流同步相位角余弦值cos(θ_i(k))，和步驟2中得到的三相電流瞬時值i_a(k)、i_b(k)、i_c(k)通過電流正序負序分量提取單元提取三相電壓在dq旋轉坐標系下的d軸電流正序分量i⁺_d(k)、q軸電流正序分量i⁺_q(k)、d軸電流負序分量i^-_d(k)、q軸電流負序分量i^-_q(k)；