[發明專利]一種光伏電站直流并網系統的控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201710227630.6
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN108695881B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 王志冰;李琰;遲永寧;湯海雁;魏林君
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網天津市電力公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02H7/26
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供了一種光伏電站直流并網系統的控制方法及裝置，該法包括：計算光伏發電單元出口電壓的值；根據光伏發電單元出口電壓的值的范圍，判斷光伏發電單元是否正常工作；根據光伏發電單元是否正常工作，確定光伏發電單元的控制策略。本發明提供的技術方案可在保證直流匯集線路不過載的基礎上，使光伏電站在光照強度不均勻性或者發電單元出現故障的情況下能繼續保持高效率運行。

技術領域

本發明屬于光伏電站并網系統領域，具體涉及一種光伏電站直流并網系統的控制方法及裝置。

背景技術

隨著化石能源的過度開發和空氣污染的日關注，太陽能作為一種清潔可再生能源，具有諸多優勢。我國規劃建設的大規模光伏電站主要集中在西部8個省區，這些地區電網相對薄弱，負荷水平低，電能面臨著大規模、長距離外送的問題。目前的大型并網光伏電站面臨著光照不足時逆變器效率低下、直流匯流母線為多臺逆變器之間提供零序環流通路、長距離交流輸電接入弱電網使得諧波超標和嚴重影響受端電網等問題。

模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter,MMC)，可為受端電網提供無功和電壓支撐，并且可以通過控制有效抑制環流，改善受端電能質量。若光伏電站內部采用直流方式匯集，并通過直流電纜輸送至受端，再通過MMC換流站統一逆變，這種純直流系統可以很好的解決以上問題。但是系統運行不夠靈活，所提出的降壓運行策略仍不能使得所有發電單元都工作在最大功率點，且增加了輸電線損。

因此，需要提供一種光伏電站直流并網系統的控制方法及裝置來克服現有技術的不足。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種光伏電站直流并網系統的控制方法及裝置。

一種光伏電站直流并網系統的控制方法，所述系統包括經直流電纜與MMC換流器連接的光伏發電模塊；所述光伏發電模塊包括串聯的光伏發電單元和由串聯的光伏發電單元支路并聯組成的支路；組成所述支路的所述串聯的光伏發電單元支路間設有開關；所述光伏發電單元由光伏板和DC/DC變換器組成，所述方法包括：

計算光伏發電單元出口電壓的值；

根據光伏發電單元出口電壓的值的范圍，判斷光伏發電單元是否正常工作；

根據光伏發電單元是否正常工作，確定光伏發電單元的控制策略。

進一步的，所述計算發電單元出口電壓的值包括：斷開所有開關，選取一條串聯的光伏發電單元支路，所述支路的各發電單元出口直流電流均為直流輸電線路電流I_dc，各發電單元出口電壓U_dci與各發電單元出力P_i成正比；MMC換流器控制直流輸電線路電壓U_dc，DC/DC變換器通過控制光伏陣列出口電壓U_PVi跟蹤光伏陣列最大功率點電壓U_mppti，按下式計算所述發電單元出口電壓U_dci：

U_dci＝P_iU_dc/(P₁+…+P_m)

其中，P_i為各發電單元出力；U_dc為直流輸電線路電壓；i＝1,2,…,m，m為串聯光伏發電單元支路中光伏發電單元的個數；U_PVi為光伏陣列出口電壓；D為占空比。

進一步的，所述根據光伏發電單元出口電壓的值的范圍，判斷光伏發電單元是否正常工作中的所述光伏發電單元出口電壓的范圍為U_mppt≤U_dci≤2U_mppt，U_mppt為光伏陣列最大功率點電壓，則發電單元正常工作；否則發電單元不正常工作。

進一步的，所述發電單元不正常工作包括光照強度不均勻和發電單元故障；