[發明專利]一種基于模塊化多電平換流器的光伏并網控制方法

有效

• 申請號: 201410295096.9
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104092239B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 趙倩;郝俊芳;張群;嚴兵;王柏恒;陳朋
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/483
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 胡泳棋

1.一種基于模塊化多電平換流器的光伏并網控制方法,其特征在于，該并網控制方法包括以下步驟：

1)在光伏并網系統啟動階段，檢測每個光伏陣列的輸出電壓和電流，將產生的電能經直流變換電路給每個子模塊的電容充電，使其達到預定值；

2)采用定直流電壓電壓控制確定有功電流的參考值，采用定交流電壓控制確定無功電流的參考值；

3)將得到有功電流參考值和無功電流參考值進行電流控制，得到MMC逆變輸出基波電壓的參考值；

4)以得到的基波電壓的參考值對MMC各子模塊進行閥級控制，觸發各相橋臂中相應子模塊上的開關器件，控制各子模塊的投入或切除。

2.根據權利要求1所述的基于模塊化多電平換流器的光伏并網控制方法，其特征在于，所述步驟1)每個子模塊對應的光伏陣列采用擾動觀察法對其進行最大功率跟蹤，使每個光伏陣列工作在最大功率點。

3.根據權利要求1所述的基于模塊化多電平換流器的光伏并網控制方法，其特征在于，所述步驟2)中采用定直流電壓的控制過程如下：

檢測換流器輸出直流電壓的實測值Ud，將其與直流電壓的參考值Udref的偏差進行PI調節，將調節后得到的修正量加上直流電流測量值idc與K的乘積，得到結果即為有功電流的參考值，其中K＝2U_dref/3U_sd。

4.根據權利要求3所述的基于模塊化多電平換流器的光伏并網控制方法，其特征在于，所述步驟2)中無功電流的參考值的確定過程如下：

檢測換流器輸出交流電壓的實測值Uabc，對其進行dq變換得到d軸電壓分量Usd，將Usd與其參考值Usd*的偏差進行PI調節，調節后得到的修正量即無功電流的參考值。

5.根據權利要求4所述的基于模塊化多電平換流器的光伏并網控制方法，其特征在于，所述步驟3)中的電流控制的具體過程如下：

檢測換流器輸出交流電的實測值iabc，對其進行dq變換得到d、q軸電流分量isd、isq；將isd和isq分別與有功電流參考值和無功電流參考值進行比較，差值分別進行PI調節；將調節后得到的修正量分別與d、q軸電流間的耦合項及電網電壓的d、q軸分量U_sd、U_sq進行運算，運算結果經坐標變換后為MMC逆變輸出基波電壓的參考值。

6.根據權利要求1所述的基于模塊化多電平換流器的光伏并網控制方法，其特征在于，所述步驟4)閥級控制過程為：

A)根據MMC逆變輸出基波電壓的參考值采用PWM調制技術確定每相上下橋臂分別需要投入的子模塊個數；

B)采集各子模塊電容電壓值，并對其進行從大到小或從小到大的排序；

C)根據上下橋臂需要投入的子模塊個數、實際電容電壓的大小順序和橋臂電流的方向，控制相應子模塊的投切，以維持各子模塊電容電壓的恒定。

7.根據權利要求6所述的基于模塊化多電平換流器的光伏并網控制方法，其特征在于，所述的步驟C)中確定子模塊投切的原則為：

如果橋臂電流處于為子模塊電容充電狀態，則根據電容電壓的排序，從電容電壓值較小的子模塊開始，按順序投入相應數量的子模塊，其余的全部切除；

如果橋臂電流處于為子模塊電容放電狀態，則根據電容電壓的排序，從電容電壓值較大的子模塊開始，按順序投入相應數量的子模塊，其余的全部切除。