[發明專利]一種光伏并網逆變器低電壓穿越時抑制電流過大的方法

有效

• 申請號: 201410552478.5
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104300519B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 黃輝;張海龍;王林;肖飛;曹建博
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網上海市電力公司;許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;西安許繼電力電子技術有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02J3/38
• 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

技術領域

本發明涉及一種光伏并網逆變器低電壓穿越時抑制電流過大的方法，屬于光伏發電領域。

背景技術

隨著傳統能源的日益枯竭和由于使用化石能源所帶來的環境污染和溫室效應，可再生能源必將逐步取代傳統能源，成為未來能源結構中的主導。而可再生能源中的太陽能，由于其自身的各種優勢，將占據未來世界能源結構的重要地位，成為未來世界能源的主體。

隨著光伏并網電站安裝數量與容量的不斷增加，光伏并網系統對電網的影響也越來越明顯。常規的接入配電網中的小規模光伏并網發電系統，當電網電壓低于其正常的范圍時，為保證光伏系統的安全，需斷開其與電網的連接，這在光伏發電所占比例較低的電網中是可行的；但對于光伏發電容量較大的電網，光伏系統的離網可能會造成電網電壓和頻率的崩潰，使光伏并網發電的應用受到限制。因此，光伏并網電站必須具備一定的低電壓穿越(Low Voltage Ride-Through,LVRT)能力，這是大規模光伏并網發電進一步發展的必須條件。

大中型光伏電站用并網逆變器常用拓撲如圖1所示，通過控制三相逆變橋橋口的電壓來控制注入電網的電流。當發生低電壓時，由于網側電壓突然下降或者在穿越完成電壓恢復時，雖采取前饋控制等措施，但逆變橋橋口輸出的電壓變化需要一定的時間，這會導致兩者的壓差瞬間加大，也即加在電感上的壓差瞬間變大，導致電感電流迅速增加，若不采取措施加以抑制，極易使其達到逆變器電流保護值，從而導致逆變器過流保護跳閘停機，低電壓穿越失敗；或者導致損壞逆變器的后果。

發明內容

本發明的目的是提供一種光伏并網逆變器低電壓穿越時抑制電流過大的方法，用以解決電感電流迅速增大，導致低電壓穿越失敗或者損壞逆變器的問題。

為實現上述目的，本發明的方案包括：一種光伏并網逆變器低電壓穿越時抑制電流過大的方法：當電流大于第一設定電流值時，封鎖逆變器脈沖；當電流小于第二設定電流值時，解封逆變器脈沖。

若解封逆變器脈沖后的設定時間段內，電流再次大于第一設定電流值時，判定逆變器故障。

光伏并網逆變器的控制采用DSP+FPGA的結構，DSP用于產生逆變器脈沖，FPGA用來檢測電流和封鎖、解封逆變器脈沖。

本發明通過實時檢測電感電流，當電感電流達到第一設定值時，封鎖逆變器的脈沖，使電感電流值逐漸變小；當電感電流值下降到第二設定值時，將脈沖解封。經過上述方法，有效地抑制了在低電壓穿越時電感電流值過大的問題，避免了損壞逆變器的風險。

并且，上述第一設定值小于逆變器的過流保護值，這樣在低電壓穿越時，逆變器不會觸發過流保護，也就不會導致低電壓穿越失敗。

附圖說明

圖1是光伏發電站并網逆變器拓撲圖；

圖2是本發明流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。

一種光伏并網逆變器低電壓穿越時抑制電流過大的方法，為：當電流大于第一設定電流值時，封鎖逆變器脈沖；當電流小于第二設定電流值時，解封逆變器脈沖。

基于以上技術方案，結合附圖，給出以下一個具體實施方式。

光伏并網逆變器主控系統一般采用DSP+FPGA的架構，DSP用來實現逆變器并網控制的算法，而FPGA用來實現相應的邏輯控制。DSP生成的PWM波經過FPGA處理后，輸出到逆變器的驅動。

逆變器的PWM波由DSP產生，通過FPGA連接到驅動。DSP用于產生逆變器脈沖，FPGA用來檢測電流和封鎖、解封逆變器脈沖。

逆變器的過流保護值可設定為額定的1.3倍，而脈沖封鎖的觸發值可設定為額定電流的1.2倍(低于過流保護值)。

在發生電壓跌落時，由于開關頻率所限，DSP檢測電壓跌落相對較慢，其逆變橋口輸出電壓變化較慢，不能實時跟蹤上電網電壓的跌落，導致電感電流迅速增加，如圖2所示，當電流增大到額定電流的1.2倍，也即脈沖封鎖觸發值時，FPGA封鎖脈沖，并將脈沖封鎖標志位傳遞到DSP，然后電感電流會很快降低。

DSP在檢測到脈沖封鎖的標志位后，將其算法中相應的值清零或置位，以確保在解封脈沖后，橋口輸出電壓與電網電壓匹配，從而不會再次造成過流。此時DSP已經檢測到電網電壓跌落及其跌落幅值。

在檢測到電感電流降低到零或者很小的值之后，DSP向FPGA發出指令，將脈沖解封，按照電網電壓跌落深度，向電網注入需要的無功支撐電流。

在電網電壓恢復時，也會發生電感電流增加的情況，此時的處理邏輯與上述類似，在脈沖封鎖解封后，DSP需控制逆變器使其有功電流的恢復滿足國標的要求。