[發明專利]一種光伏發電系統降功率運行控制方法

有效

• 申請號: 201910299223.5
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110190622B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 丁坤;高鵬飛;周識遠;汪寧渤;張珍珍;李津;譚宏濤;包廣清;陳釗;張睿驍;馬明;張金平;韓自奮;李曉虎
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司電力科學研究院;國網甘肅省電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 王新生

1.一種光伏發電系統降功率運行控制方法,其特征在于，所述的控制方法包括以下步驟：①使用L-M算法結合朗伯函數計算出光伏可用最大功率；②對光伏曲線進行修正；③通過調整備用率而調節給定的光伏輸出功率；④給定的功率值與輸出的功率值做差經過PI調節器后送入PWM脈沖發生器生成PWM波形控制開關管通斷；

所述的步驟①的計算過程為：L-M算法方程，如公式(1)所示：

β^k+1＝β^k-(J^T×J+λ·diag(J^T×J))^-1×J^T×r^k?(1)

式(1)中β＝[G,λT]^T，J為雅克比矩陣，k為迭代次數，為λ阻尼因子，r為殘差函數，計算雅可比矩陣所要求的剩余函數r及其偏導數和由式(2)-(4)計算求得；

式(3)-(4)中I_d為二極管電流，可通過式帶入實際運行各參數值計算，如公式(5)所示：

將式(2)-(4)帶入到式(1)里，經過迭代最終得到公式(6)

式(6)中S_xyz為求和項，如公式(7)所示：

在經過曲線擬合之后，得到光伏的五個參數，光伏MPP電壓和電流很容易由中引入的顯式方程(2)，(3)計算；

式(8)和(9)中引入了朗伯函數W{x}，其中ω＝W{I_phe/I_s}；

曲線擬合由兩部分嵌套組成，在每個采樣周期T_s內對求和項式(7)計算更新，然后在每一個控制周期T_control內對MPP進行估計；在獲得一個樣本之后，通過計算確認第一個I_d，然后計算殘差函數和其偏導數以更新求和項S_xyz；在一個完整的控制周期內，L-M算法迭代一次去更新G和λT，隨后用于計算5個參數，之后確定MPP電壓和電流；

所述的光伏曲線修正方法為在降功率運行模式下，對應一個功率給定值存在兩個不同的電壓操作點，在降功率運行過程中更傾向于在P-V特征曲線右側進行操作，即V_mpp點右側；在右側可以獲得更高的母線電壓值和斜率更陡的坡度，在P-V特征曲線右側可以獲得更大的功率調節范圍，相反在特征曲線左側功率調節范圍將會受到DC/DC轉換器的最小電壓限制，通過修改P-V特征曲線來使得工作點一直處于V_mpp的右側，在預測到V_mpp的值之后對P-V曲線V_mpp的左側做P_pv＝0處理，即P-V曲線只保留V＞V_mpp右側部分，修正后的曲線方程公式(10)所示：

此處提出了基于最小二乘法曲線擬合的方法估計光伏電站實時輸出最大功率以實現光伏電站降功率運行，根據有功功率備用率R，得到最終光伏電站有功輸出指令；

所述步驟③中通過調整備用率而調節給定的光伏輸出功率，其中光伏輸出功率可由式(11)計算：

P_ref＝P_mpp-P_mpp(1-R)????(11)

式(11)中P_ref為降功率情況下光伏輸出有功功率參考值，R為有功功率備用率，當R＝0時，即光伏備用率為0，輸出最大功率也就是說工作在最大功率模式，即所使用降功率運行控制策略既可以工作在最大功率模式也可以工作在降功率模式下，并且不需要控制策略的切換。