[發(fā)明專利]一種基于功率解耦控制的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410222362.5
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103997060A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王琦;焦在濱;劉琳;康小寧
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G06F17/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于功率解耦控制的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型，其特征在于，包括光伏電池單元、最大功率跟蹤單元、直流穩(wěn)壓單元、PQ解耦控制單元和保護(hù)配置單元；?

光伏電池單元的輸出端連接直流穩(wěn)壓單元的輸入端，直流穩(wěn)壓單元的輸出端連接光伏電池單元的輸入端和PQ解耦控制單元的輸入端，PQ解耦控制單元的輸出端連接直流穩(wěn)壓單元的輸入端和輸出環(huán)節(jié)；?

最大功率跟蹤單元的輸出端連接光伏電池單元、直流穩(wěn)壓單元和PQ解耦控制單元；?

保護(hù)配置單元連接所述輸出環(huán)節(jié)。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功率解耦控制的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型，其特征在于，所述PQ解耦控制單元包括有功環(huán)和無功環(huán)；所述有功環(huán)的輸入端連接直流穩(wěn)壓單元的輸出端、最大功率跟蹤單元的輸出端和無功環(huán)的輸出端，所述無功環(huán)的輸入端連接直流穩(wěn)壓單元的輸出端。?

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功率解耦控制的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型，其特征在于，光伏電池單元符合傳統(tǒng)光伏電池工程簡化模型，用光照S、溫度T、電池端電壓U_pv作為變量輸入，I_pv作為單光伏電池輸出電流，表達(dá)式為：?

式中：?

ΔT＝T-25?????????(5)?

U_occ＝U_oc(1-0.00288ΔT)×ln(e+0.5ΔS)???????(8)?

U_mm＝U_m(1-0.00288ΔT)×ln(e+0.5ΔS)?????(9)?

式中：?

I_m、I_sc、U_m、U_oc分別是溫度T為25℃、日照強(qiáng)度S為1000W/m²條件下的單光伏電池最大功率點(diǎn)電流、短路電流、最大功率點(diǎn)電壓、開路電壓；單光伏電池的參數(shù)為定值：I_m＝13.74A，I_sc＝14.98A，U_m＝348V，U_oc＝444V；而I_mm、I_scc、U_mm、U_occ分別是經(jīng)過S和T修正的最大功率點(diǎn)電流、短路電流、最大功率點(diǎn)電壓、開路電壓。?

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功率解耦控制的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型，其特征在于，最大功率跟蹤單元使直流側(cè)電壓Udc跟蹤經(jīng)過修正的單光伏電池最大功率點(diǎn)電壓U_mm，表達(dá)式為：?

U_mm＝U_m(1-0.00288ΔT)×ln(e+0.5ΔS)?????(10)。?

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功率解耦控制的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型，其特征在于，直流穩(wěn)壓單元為雙級式或單級式；雙級式表示為U_dc＝kU_pv；k為直流側(cè)升壓電路升壓比；單級式表示為U_dc＝U_pv；直流穩(wěn)壓單元有一個直流穩(wěn)壓電容C，其兩側(cè)的功率傳遞表達(dá)式為：?

其中P_dc為直流環(huán)節(jié)輸入功率；S_pv為直流環(huán)節(jié)輸出功率。?

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功率解耦控制的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型，其特征在于，PQ解耦控制單元將有功無功環(huán)節(jié)解耦控制，利用RL濾波電路兩側(cè)電壓相角差δ作為有功環(huán)的控制對象，以逆變器調(diào)制比M作為無功環(huán)的控制對象，通過下式完成對有功無功的解耦控制：?

式中：?

U_i和U_s——逆變器出口側(cè)電壓和網(wǎng)側(cè)電壓，U_i＝MU_dc；?

L——濾波電感；?

ω——電網(wǎng)角頻率；?

P和Q——有功、無功輸出。?

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功率解耦控制的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型，其特征在于，保護(hù)配置單元包括電壓保護(hù)模塊、頻率保護(hù)模塊、過電流及短路電流保護(hù)模塊和電壓不平衡保護(hù)模塊。?