[發明專利]一種電壓不對稱暫降時光伏逆變器的控制方法

有效

• 申請號: 201410022824.9
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103825486A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 徐永海;黃浩;楊琳
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02J3/38
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于光伏發電控制技術領域，特別是提供了一種電壓不對稱暫降時光伏逆變器的控制方法。?

背景技術

目前，絕大多數的光伏逆變器控制策略都是基于理想電網電壓，不對稱電壓暫降條件下的控制策略卻少有人研究。而實際上，不對稱電壓暫降時有發生，其原因主要是雷擊、短路故障與大容量電機啟動等。這種情況下，由于電網電壓中負序分量的存在，電網電壓和并網電流在同步旋轉坐標系下均存在2倍頻脈動，此時光伏逆變器若仍采用電網電壓對稱時的控制策略，將無法有效控制電流負序分量，不但會導致輸出電流波形畸變，增加逆變器的諧波損耗，還會引起直流側電壓2倍工頻波動，縮短直流側電容的壽命；直流側電壓2次諧波又會引發逆變器輸出功率波動，從而影響光伏電池的最大功率跟蹤控制，降低光伏電池的轉換效率，甚至會出現逆變器功率控制不穩定而燒毀逆變器。隨著光伏發電在我國應用的快速增長，其在接入電網特殊運行情況下的工作特性應予以足夠的關注，研究電壓不對稱暫降時光伏逆變器控制策略，提高光伏系統運行的穩定性是非常必要的。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種電壓不對稱暫降時光伏逆變器的控制方法，解決了實際電網中經常出現的不對稱電壓暫降，并滿足實際工程的需要。?

光伏逆變器輸出電流參考值計算和電流控制策略是電壓不對稱暫降時光伏逆變器控制的兩個最主要問題。?

本發明依據瞬時功率理論，提出一種電壓不對稱暫降時輸出電流參考值計算方法，并用比例諧振PR控制器設計并網電流控制結構。利用PSCAD/EMTDC軟件搭建了相應的仿真模型。無論是在電網電壓對稱或不對稱條件下都能很好的實現并網控制并具有較好的動態性能。本發明包括：光伏陣列、電網電壓正負序分離部分、輸出電流參考值計算部分和電流控制部分。包括以下步驟?

步驟1：依據光伏電池數學模型和工程實用的電池參數搭建光伏陣列模型；?

步驟2：電網電壓正負序分量的提取；?

步驟3：基于靈活有功無功控制FARC策略計算輸出電流參考值，并分析基于FARC策略的逆變器輸出功率波動率和輸出電流諧波總畸變率；?

步驟4：在靜止坐標系下使用比例諧振PR控制器來設計并網電流控制結構。?

在所述步驟1中，采用美國SEL實驗室（Solar?Energy?Laboratory）提出的光伏電?池5參數模型,該模型采用光伏電池單二極管等效物理數學模型來評估光伏陣列的輸出性能，其等效電路為一個電流源并聯一個反向二極管和一個等效并聯電阻，然后再串聯一個等效串聯電阻，共包含5個參數：光生電流（I_pv）、二極管反向飽和漏電流（I_o）、理想因子（a）、等效并聯電阻（R_p）和等效串聯電阻（R_s）。5參數光伏電池模型的I-V特性為：?

I=Ipv-I0[exp(V+RsIVta)-1]-V+RsIRp]]>

在所述步驟2中，使用對稱分量法，可從不對稱三相電壓中提取出正、負序電壓分量，正、負、零序電壓提取公式分別為：?