[發明專利]一種提高大型光伏系統低電壓穿越性能的方法

有效

• 申請號: 201810509548.7
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108718094B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 樊艷芳;王一波;高文森;張占鋒;李廣林
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38;H02J3/48;H02J3/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種大型光伏電站直流外送系統的低電壓穿越方法。包括：當交流電網發生不同類型故障時整個系統在基本電壓電流雙閉環控制策略下存在并網電流畸變及直流母線過電壓等問題，無法實現低電壓穿越。在此情況下，提出一種光伏發電模塊MPPT模式的動態切換控制方法與基于優化型解耦雙同步參考坐標系的鎖相環DDSRF?PLL的VSC換流器正負序雙電流環控制相結合的新型低電壓控制方法。通過前級光伏電站與后級VSC換流器兩者之間的協調配合，有效抑制了直流母線的過電壓及負序分量對并網電流的影響，成功實現大型光伏電站的低電壓穿越運行，大大提高了大型光伏電站接入系統穩定運行的能力。

技術領域

本發明屬于光伏發電技術領域，特別涉及一種提高大型光伏系統低電壓穿越性能的方法。

背景技術

近年來，由于光伏的低壓直流輸出特性，大功率DC/DC變換器的不斷發展，及高壓直流電網發展日益成熟，光伏發電技術要求必須具備接入直流電網的能力。并且隨著光伏大規模集群化接入，光伏直流并網系統與受端交流電網的交互影響日益顯著。為保障電網故障期間保持光伏電站并網運行不間斷，提高整個系統的穩定可靠運行，國家電網規定光伏并網必須具備低電壓穿越LVRT能力。

現有的LVRT控制策略大部分應用于中低壓交流并網系統中，不適用于大型光伏電站直流升壓外送系統，且現階段的光伏直流并網方案中VSC控制策略比較基礎，未考慮交流電網故障的影響。交流電網故障時在整個系統的基本電壓電流雙閉環控制策略下，會出現直流母線過電壓及并網電流畸變等問題，從而導致外送系統LVRT穿越失敗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高大型光伏系統低電壓穿越性能的方法，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種提高大型光伏系統低電壓穿越性能的方法，該方法基于大型光伏電站直流升壓外送系統，大型光伏電站通過大功率高變比的有源箝位Boost全橋升壓變換器BFBIC串聯升壓，然后經VSC-HVDC直流并網系統，其中光伏電站的每個發電升壓模塊主要包括光伏陣列和有源箝位BFBIC，通過N個升壓模塊的串聯升壓實現與直流母線電壓相匹配；包括以下步驟：

步驟1，當電網交流側發生故障時，檢測電網電壓跌落的特征，根據電壓跌落的幅值特征確定為對稱故障或非對稱故障；當檢測到的交流電網電壓跌落的幅值相同時，為對稱故障；當檢測的交流電網電壓跌落的幅值不相同時，為不對稱故障；

步驟2，為對稱故障時，檢測各光伏發電模塊的輸出電壓是否超過其額定值的1.2倍，若超過其額定值的1.2倍，進入最大功率點跟蹤MPPT切換模式工作，將有源箝位BFBIC的動態占空比從D_MPPT切換至合適的值D_ref，使光伏發電模塊偏MPPT運行；

步驟3，為不對稱故障時，采用基于優化型解耦雙同步參考坐標系的鎖相環DSOGI-PLL的正負序雙電流環控制方法作為低電壓穿越控制方法，具體包括以下步驟：

1)首先將VSC換流站交流側電壓U_abc轉換成αβ信號，然后通過帶有廣義二階積分環節的雙正交信號發生器SOGI-QSG對αβ信號進行濾波，得到不含諧波的αβ信號；

2)在DDSRF-PLL的作用下進行dq變換，將電壓正負序分離并提取，并跟蹤電網電壓的相位和頻率；

3)令各負序電流的參考值為零，即和令網側無功功率的參考值

4)由式(1)得到dp軸上正序電流和的參考值如式(2)所示：

式中分別為三相電網電壓U_abc在dq軸上的正負序分量，為有功功率參考值；

5)然后通過電壓外環PI調節器輸出有功功率參考值如式(3)所示：