[發明專利]一種基于Boost升壓電路的低電壓穿越控制方法

有效

• 申請號: 201810559075.1
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108847676B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 甘德樹;裴星宇;程旭;趙曉燕;林桂輝;吳海雄;廖石江;林敏洪
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司珠海供電局
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/38
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉瑤云

1.一種基于Boost升壓電路的低電壓穿越控制方法，用于兩級式光伏逆變器的低電壓穿越；所述兩級式光伏逆變器由Boost升壓電路以及DC/AC逆變電路構成，所述DC/AC逆變電路通過三相電路連接于電網，所述三相電路上連接有用于采集電網電壓、電流值的電壓檢測模塊和電流檢測模塊；所述DC/AC逆變電路包括電連接的逆變器以及逆變器開關管；其特征在于，所述Boost升壓電路連接有Boost控制系統，所述電壓檢測模塊連接有基于SOGI的正負序分離鎖相模塊，所述DC/AC逆變電路連接有電流控制模塊，所述電流檢測模塊連接有坐標變換模塊；所述方法包括以下步驟：

S1.引入基于故障前最大功率點電壓U_max前饋的母線電壓控制外環PI，改變Boost升壓電路部分的電壓控制模式，將穩定直流母線電壓U_dc作為控制目標；

S2.在發生三相不對稱故障時，通過基于SOGI的正負序分離鎖相模塊對電壓檢測模塊采集得到的電壓值處理得到有功正序分量無功正序分量有功負序分量以及無功負序分量

S3.在發生三相不對稱故障時，通過坐標變換模塊將電流采集模塊采集得到的電流值進行坐標變換得到電流有功分量i_d以及電流無功分量i_q；

S4.在電流控制模塊中輸入步驟S2得到的有功正序分量無功正序分量有功負序分量無功負序分量以及步驟S3得到的電流有功分量i_d、電流無功分量i_q，輸出控制逆變器開關管的脈沖信號，對逆變器進行控制，實現低電壓穿越；

步驟S1中，所述電壓控制外環PI在直流母線電壓U_dc上升時輸出正的控制量以抬升光伏陣列的輸出電壓U_pc，在直流母線電壓U_dc下降時輸出負的控制量以降低光伏陣列的輸出電壓U_pc；

步驟S2中，基于SOGI的正負序分離鎖相模塊對三相不對稱電壓的處理步驟如下：

S21.對于三相不對稱電壓，根據對稱分量法得到：

式(1)、(2)中，q為90°相位滯后因子，e_αβ為αβ靜止坐標系中的電網電壓，為電網電壓正序分量，為電網電壓負序分量；

S22.SOGI的傳遞函數為：

式(3)、(4)中，v為輸入的正弦信號，ω’為濾波器中心頻率，k是阻尼系數，常取為當SOGI的中心頻率與輸入信號的頻率相同時，則輸出信號v’與v具有相同的幅值和相位，qv’與v幅值相同，但是相位滯后90°；

步驟S3中坐標變換模塊對三相不對稱電流的處理步驟如下：

S31.根據對稱分量法可建立光伏逆變器的交流側數學模型：

式(5)中，e_d^P、e_q^P、e_d^N、e_q^N分別為電網電壓有功正序分量、無功正序分量、有功負序分量、無功負序分量；u_d^P、u_q^P、u_d^N、u_q^N分別為逆變器輸出電壓有功正序分量、無功正序分量、有功負序分量、無功負序分量；i_d^P、i_q^P、i_d^N、i_d^N分別為電流有功正序分量、無功正序分量、有功負序分量、無功負序分量；R為負載電阻，L為濾波電感；

S32.定義K＝U_{d_fault}^P/U_N，其中，U_{d_fault}^P為故障時正序電壓，U_N為并網點額定電壓，K為電壓跌落深度；

S33.在不過流的前提下，輸出最大的無功電流：

i_{d_fault}^*＝i_max-i_R(t-t₁)(i_{d_fault}^*≥K_imax) (6)

式中，i_R為給定值，一般取8000，i_max＝I_N，I_N為并網點額定電流，i_{q_fault}^*為在給定電流指令id_fault*時的無功電流，i_{d_fault}^*為在給定電流指令id_fault*時的有功電流；

步驟S4中，所述電流控制模塊包括第一控制環PI1、第二控制環PI2以及SVPWM模塊，第一控制環PI1、第二控制環PI2分別與SVPWM模塊電連接；

步驟S4中，所述電流控制模塊對逆變器控制的步驟包括：

S41.根據由步驟S33計算得到的無功電流i_{q_fault}^*和有功電流i_{d_fault}^*計算有功電流調制信號

式(8)中，K_P1、K_I1分別為第一控制環PI1的比例系數和積分系數；

S42.根據公式(9)計算得到無功電流調制信號

式(9)中，K_P2、K_I2分別為第二控制環PI2的比例系數和積分系數；

S43.將步驟S41計算得到的有功電流調制信號步驟S42計算得到的無功電流調制信號送入SVPWM模塊進行運算，得到DC/AC逆變電路的開關管控制信號。