[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

本發明公開了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，該方法考慮了在分布式光伏電源在重合過程中，其輸出電流特性受到鎖相環動作特性的影響，適用于含分布式光伏接入后的重合閘的適應性分析；僅通過合閘時的相角差就可以得到該暫態條件下的光伏電源輸出電流特性，不受其他運行條件和線路特征數據的限制，方法操作簡單，實用性強。

技術領域

本發明涉及新能源電力系統分析技術領域，尤其涉及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。

背景技術

隨著分布式光伏發電技術的發展，其裝機容量不斷增加，應格外重視其對電網的影響。光伏的大量并網改變了原有配網的供電模式，原有配電網的保護與控制裝置將受到一定的影響。在這些影響中，目前的技術研究主要集中在故障后光伏輸出特性及對線路保護的影響，鮮有涉及故障切除和線路重合閘動作后光伏輸出特性與重合閘的配合問題。由于傳統自動裝置的正確動作基于電壓與相角的檢測，因此研究如何處理分布式光伏電源自身特性與現有基于電壓與相角檢測的自動裝置動作的相互配合問題成為了亟需解決的問題之一。

光伏并網逆變器的有效控制基于電網電壓定向控制策略，將三相abc靜止坐標轉換為兩相dq旋轉坐標，需要輸入電網電壓的相位信號。而相位信號的獲得，依賴的正是鎖相環(PLL,Phase Locked Loop)技術。因此，PLL獲取電網電壓相位角的正確計算是逆變器控制的關鍵技術。根據經典參數，PLL動態相比于電流內環為慢動態。在重合過程中，由于電壓相位等發生突變，PLL會存在暫時的非正確鎖相，從而失去對輸出電流的有效控制。在這種情況下，光伏電源的輸出電流特性將發生變化，從而影響重合閘等設備的正確動作與否。因此，有必要深入研究基于鎖相環特性的重合閘動作后分布式光伏電流輸出特性，以及探討這種情況將會對重合閘與保護配合的適應性帶來怎樣的影響。

發明內容

本發明的目的是提供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，考慮了在分布式光伏電源在重合過程中，其輸出電流特性受到鎖相環動作特性的影響，整個分析方法操作簡單，實用性強。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

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，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；

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。

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：