[發明專利]光伏并網與電能質量治理統一控制方法

在審

• 申請號: 201710289601.2
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN108808722A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 周前進;王德林
• 申請（專利權）人: 安徽華網電力設計有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種光伏并網與電能質量治理統一控制方法，包括如下步驟：光伏陣列分析，對電路模型進行簡化處理，通過檢測電路和控制電力電子器件的投入，生成相關補償信號以實現對電網的補償；電網無功、諧波電流的檢測，并將檢測的指令信號與并網電流指令信號合成；在電流檢測完成的基礎上，其各相檢測值作為補償電流的指令值，與直流電壓環輸出并網電流的有功分量合成，作為調節器輸出電流指令；通過擾動觀察法改變DC/DC變換器中功率開關管的占空來調整、控制光伏電池工作在最大功率點，實現最大功率跟蹤控制，通過DC/DC變換器將直流電壓上升，上升后的直流電壓為并網逆變器提供電能，并網逆變器采用電流控制方式，以電流源方式向電網注入功率。

技術領域

本發明屬于光伏并網發電系統控制技術領域，涉及一種光伏并網與電能質量治理統一控制方法。

背景技術

光伏發電是依靠太陽能電池組件，利用半導體材料的電子學特性，將光能轉化成電能。太陽能光伏電源系統是利用以光生伏打效應原理制成的太陽能電池將太陽輻射能直接轉換成電能的發電系統。光伏并網發電系統通過光伏數組將接收來的太陽輻射能量經過高頻直流轉換后變成高壓直流電，經過逆變器逆變后向電網輸出與電網電壓同頻、同相的正弦交流電流。就是太陽能光伏發電系統與常規電網相連，共同承擔供電任務。光伏并網系統主要由光伏電池板、DC/DC 變換器以及DC/AC逆變器構成。其中，DC/DC變換器負責將太陽能電池組件的寬范圍直流輸出電壓變換為并網逆變器所需要的穩定的直流母線電壓，并實現最大功率點跟蹤；DC/AC逆變器負責將光伏電池發出的電能以交流電的形式送入電網，供負載使用。光伏并網系統由于投切的隨機性和波動出力的方式，對電力系統電能質量的影響包括頻率偏差、電壓偏差、波形畸變、電壓波動和閃變、二相不平衡、長時間電壓中斷、電壓暫降與短時間中斷、暫時和瞬時過電壓等。主要體現在：諧波問題，一是光伏并網系統通過逆變器控制輸出電流的幅值、頻率和相位并跟蹤并網點電壓以實現并網過程中會產生大量諧波，二是由于電力系統中大量非線性負載的使用，導致電網特別是遠離負荷中心的電網末梢電能質量下降；對電壓的影響，光伏并網系統出力具有典型的不確定性、間歇性等特點，影響電網穩態電壓分布，同時也可能使得電網電壓畸變，產生電壓波動，另外供電系統短路故障等原因也有可能造成電壓暫降等問題。配電網中除了投切電容電抗器外，很少有其他動態無功調節設備，通過對光伏并網逆變器輸出端電壓幅值及相位的調節可補償畸變電壓、改善電壓質量。

配電網是整個電力傳輸的重要組成部分，其從輸電網或地區發電廠接受電能，通過配電設施就地分配或按電壓逐級分配給各類用戶的電力網，配電網是與用戶關系最密切的部分，是向用戶提供優質電力的直接保證。隨著人們對于新能源發電的關注，大量發電系統接入配電網。光伏并網發電系統運行中會向配電網注入諧波和直流分量，對配電網的安全運行和用電設備的正常工作造成的危害與影響不斷增加，造成配電網質量問題日益突出。

發明內容

本發明的目的是提供光伏并網與電能質量治理統一控制方法，提高光伏并網系統的利用率，改善電力系統的電能質量，滿足供電的可靠性，效率高且靈活。

為了實現以上目的，本發明提出了一種光伏并網與電能質量治理統一控制方法，包括如下步驟：

(1)光伏陣列分析，對電路模型進行簡化處理，通過檢測電路和控制電力電子器件的投入，生成相關補償信號以實現對電網的補償；

(2)電網無功、諧波電流的檢測，并將檢測的指令信號與并網電流指令信號合成；

(3)在電流檢測完成的基礎上，其各相檢測值作為補償電流的指令值，與直流電壓環輸出并網電流的有功分量合成，作為調節器輸出電流指令；

(4)通過擾動觀察法改變DC/DC變換器中功率開關管的占空來調整、控制光伏電池工作在最大功率點，實現最大功率跟蹤控制，通過DC/DC變換器將直流電壓上升，上升后的直流電壓為并網逆變器提供電能，并網逆變器采用電流控制方式，以電流源方式向電網注入功率；