[發明專利]光伏發電系統的控制方法、控制裝置及光伏發電系統

有效

• 申請號: 201510014949.1
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104578857B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 劉芳;張興;胡超;余勇;曹偉;毛福斌
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02J3/38
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明屬于光伏發電技術領域，尤其涉及光伏發電系統的控制方法、控制裝置及光伏發電系統。

背景技術

隨著光伏發電技術的不斷發展，現在得到了廣泛的應用。目前出現的一種新型的光伏發電系統包括光伏發電裝置、DC/DC變換器、儲能裝置和逆變器，其中光伏發電裝置產生的電能可以直接為負載供電，可以通過逆變器饋入電網，也可以通過DC/DC變換器存儲至儲能裝置。

光伏發電系統受環境影響很大，當光照劇烈變化時，光伏發電系統的輸出功率波動較大，會給電網的規劃、運行和調度造成困難。為了解決這一問題，現在出現了基于虛擬同步機(VSG)方式控制逆變器運行的技術，使得光伏發電系統向電網輸入的功率平滑，并對電網體現同步發電機的特性。

但是，現在光伏發電系統的控制過程中，未考慮光伏發電裝置和儲能裝置，導致光伏發電系統的運行不夠穩定。因此，如何優化光伏發電系統的控制方法，使其高效穩定運行，是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供光伏發電系統的控制方法及控制裝置，以實現光伏發電系統的高效穩定運行。本發明還提供一種光伏發電系統。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明公開一種光伏發電系統的控制方法，所述光伏發電系統包括光伏發電裝置、DC/DC變換器、儲能裝置和逆變器，所述控制方法包括：

確定所述逆變器的平均有功功率和平均無功功率；

根據虛擬同步機的同步旋轉角頻率和輸出角頻率，確定所述逆變器的第一有功指令信號；

獲取所述儲能裝置的實際荷電狀態，利用所述儲能裝置的實際荷電狀態和荷電狀態給定值，確定所述逆變器的第二有功指令信號；

根據公式計算虛擬同步機當前的輸出角頻率ω，對虛擬同步機當前的輸出角頻率進行積分得到虛擬同步機的輸出電壓相角，其中，J為轉子轉動慣量，ω(s)為虛擬同步機的輸出角頻率ω的拉式變換值，ω₀(s)為虛擬同步機的同步旋轉角頻率ω₀的拉式變換值，P_ref(s)為虛擬同步機的有功功率給定值P_ref的拉式變換值，ΔP_{ref_SOC}(s)為所述逆變器的第二有功指令信號ΔP_{ref_SOC}的拉式變換值，ΔP_{ref_PV}(s)為所述逆變器的第一有功指令信號ΔP_{ref_PV}的拉式變換值，為所述逆變器的平均有功功率的拉式變換值，s為拉普拉斯算子；

根據公式計算所述逆變器的輸出電壓基準信號U_ref，其中，U0為空載電壓，Q_ref為所述逆變器的無功功率給定值，為所述逆變器的平均無功功率，n為電壓控制下垂系數；

將所述虛擬同步機的輸出電壓相角和所述逆變器的輸出電壓基準信號組合成所述逆變器的輸出電壓的參考指令矢量，對所述逆變器進行閉環控制，以使得所述逆變器的輸出電壓跟隨所述參考指令矢量。

優選的，確定所述逆變器的平均有功功率和平均無功功率，包括：

確定所述逆變器的三相輸出電壓和三相輸出電流；

利用所述逆變器的三相輸出電壓和三相輸出電流，計算所述逆變器的輸出電壓的d軸分量U_od和q軸分量U_oq，計算所述逆變器的輸出電流的d軸分量I_od和q軸分量I_oq；

根據公式計算所述逆變器的平均有功功率

根據公式計算所述逆變器的平均無功功率

其中，ω_h為陷波器需要濾除的諧波角頻率，τ為一階低通濾波器的時間常數，s為拉普拉斯算子，h為需要濾除的諧波次數，Q為所述逆變器的無功功率。

優選的，根據虛擬同步機的同步旋轉角頻率和輸出角頻率，確定所述逆變器的第一有功指令信號，包括：

確定虛擬同步機的下垂系數；

計算所述虛擬同步機的同步旋轉角頻率和所述虛擬同步機的輸出角頻率之間的差值；

確定所述差值與所述下垂系數的比值為所述逆變器的第一有功指令信號。

優選的，根據虛擬同步機的同步旋轉角頻率和輸出角頻率，確定所述逆變器的第一有功指令信號，包括：

確定虛擬同步機的下垂系數；

計算所述虛擬同步機的同步旋轉角頻率和所述虛擬同步機的輸出角頻率之間的差值；

計算所述差值與所述下垂系數的比值；