[發明專利]鎖相環動態的重合閘過程的分布式光伏輸出電流分析方法

有效

• 申請號: 201710800729.0
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107623333B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 賈科;汪執雅;宣振文;李論;畢天姝;閆人滏;李晨曦;林瑤琪;王昱瑾
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

1.一種鎖相環動態的重合閘過程的分布式光伏輸出電流分析方法，其特征在于，包括：

基于鎖相環的工作原理，結合現有含分布式光伏電源接入配電網故障切除后對于系統電壓及頻率的支持能力，分析并獲得不同場景下鎖相環的在重合閘動作后的動態過程及鎖相能力；包含的場景包括：當光伏電源容量與本地負荷匹配條件下，故障切除后暫時脫網條件下的光伏輸出頻率和電壓保持不變幅值、當分布式光伏電源容量的有功與本地負荷不完全匹配，電壓發生偏移、以及當分布式光伏電源容量的無功與本地負荷不完全匹配，頻率f發生偏移；

結合上一步驟的結果，分析在不同程度暫時非正確鎖相條件下，鎖相環輸出同步信號與并網點實際相位誤差Δθ對分布式光伏電源輸出功率P_PV的影響，并計算相應的分布式光伏電源輸出功率P_PV；

根據直流側分布式光伏電源的輸出特性，并結合分布式光伏電源輸出功率P_PV求取分布式光伏電源的輸出電壓為功率的函數E_dc及其變化情況；并結合光伏逆變器的限流要求，計算光伏系統雙環控制策略中的電壓外環輸出值，進而計算內環電流輸出值；

根據內環電流輸出值，并結合實際相位誤差Δθ計算重合閘動作后分布式光伏電源的有功電流。

2.根據權利要求1所述的一種鎖相環動態的重合閘過程的分布式光伏輸出電流分析方法，其特征在于，所述分析并獲得不同場景下鎖相環的在重合閘動作后的動態過程及鎖相能力包括：

對于含分布式光伏電源接入并網聯絡線放生三相接地故障，鎖相環需要動態響應時間，其輸出的同步信號θ′與實際相位θ之間存在誤差Δθ；根據相位矢量圖，分析并獲得不同場景下鎖相環的在重合閘動作后的動態過程及鎖相能力：

當分布式光伏電源容量與本地負荷匹配條件下，故障切除后暫時脫網條件下的光伏輸出頻率和電壓幅值保持不變；當重合時Δθ90°，通過q軸分量U_gq的正負判斷當前電壓矢量相位與控制信號d軸的相位關系，并送入調節器計算改變旋轉坐標系的轉速，使得與d軸夾角減小，直至U_gq＝0完成鎖相；當重合時Δθ90°，該條件下Δθ增大時U_gq反而減小，此時不利于重合后鎖相環的正確鎖相；

當分布式光伏電源容量的有功與本地負荷不完全匹配，電壓發生偏移；當重合前電壓跌落程度高于一定數值，重合瞬間U_gq幅值會小于一定數值，從而導致調節量小于設定值，不利于正確鎖相；

當分布式光伏電源容量的無功與本地負荷不完全匹配，頻率f發生偏移；當重合前f50Hz且U_gq0時，即便調節器控制旋轉坐標系加快，其轉速仍低于并網電壓相位，Δθ仍進一步擴大；當重合前f50Hz且U_gq0時，由于調節器控制f進一步加速，鎖相環需在d軸超過并網點電壓的相位后再進行減速調節，不利于正確鎖相。

3.根據權利要求1所述的一種鎖相環動態的重合閘過程的分布式光伏輸出電流分析方法，其特征在于，所述分析在不同程度暫時非正確鎖相條件下，鎖相環輸出同步信號與并網點實際相位誤差Δθ對分布式光伏電源輸出功率P_PV的影響，并計算相應的分布式光伏電源輸出功率P_PV包括：

由于相位突變，輸出電流同步信號I′_gd等于相應的參考值I^*_gd，但并不等同于有功電流I_gd；當存在Δθ時，得到分布式光伏電源輸出的有功、無功電流分別為：

根據上式，計算出在重合過程中Δθ不同時的實際有功電流輸出值；Δθ∈(0°～90°)時，實際輸出的有功電流小于額定值；當Δθ∈(90°～180°)時輸出有功電流為負值；并在此基礎上，計算出重合時分布式光伏電源實際輸出有功功率為：

且Δθ越大，偏離最大功率點程度越深，輸出功率越??；無法穩定在最大功率P_PV.max點附近，從而使得電流內環參考值發生波動。