[發明專利]一種基于三相級聯H橋的光伏發電系統低電壓穿越方法

有效

• 申請號: 201911360279.3
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111030105B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 楊春波;張毅;黃偉鋼;張文智;王晶晶;鄭勇;康鵬;曾琳楓;吳昱欽;張強
• 申請（專利權）人: 重慶涪陵電力實業股份有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/46;H02J3/01;H02J3/12;H02J3/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

1.一種基于三相級聯H橋的光伏發電系統低電壓穿越方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1)，建立光伏發電系統并網模型；

步驟2)，在并網逆變器交流側各相接入級聯H橋；

步驟3)，采用模型電流預測控制級聯H橋的輸出電流；

步驟4)，級聯H橋的目標輸出電流可以表示為：i_{h_ref}＝i_{g_ref}-i_pv，其中，i_{g_ref}為并網電流的額定值，i_pv為并網逆變器的輸出電流；

其中，在所述步驟3)中，定義H橋單元的邏輯開關函數：

公式(1)中，S_i1、S_i2、S_i3、S_i4表示H橋單元i的四個三極管；

級聯H橋的輸出電壓表示為：

公式(2)中，u_dc表示H橋單元的輸入電壓，n表示H橋單元的個數；

根據基爾霍夫電壓定律，級聯H橋的輸出電流的微分方程表示為：

公式(3)中，u表示接入點電壓，L_h為濾波電感，i_h為級聯H橋的輸出電流，R_h表示線路電阻；

設系統采樣周期為T，在(t_k，t_k+1)時間內，對公式(3)進行離散化，得到：

級聯H橋兩端的電壓表示為：

設定級聯H橋的目標輸出電流為i_{h_ref}，令：

i_h(k+1)＝i_{h_ref} (6)

得到：

建立價值函數：

通過評價H橋單元的邏輯開關函數，選取使得價值函數c取得最小值的函數值，將該函數值所對應的開關動作作用于下一個周期，重復計算，使得級聯H橋的輸出電流持續追蹤目標值，實現控制目標。

2.根據權利要求1所述的一種基于三相級聯H橋的光伏發電系統低電壓穿越方法，其特征在于，在所述步驟4)中，級聯H橋的目標輸出電流表示為：

i_{h_ref}＝i_{g_ref}-i_pv (9)

其中，i_{g_ref}為并網電流的額定值，i_pv為并網逆變器的輸出電流；當光伏發電系統處于正常的并網運行狀態時，級聯H橋發揮濾波作用；系統正常運行時，大電網三相電壓保持平衡，光伏系統向電網輸入有功功率P，無功功率為0，功率因數保持在1；采用電網電壓矢量定向控制，將dq旋轉坐標系的d軸定向于電網電壓合成矢量方向上，得到光伏發電系統的輸出電流在dq軸上的參考分量：

公式(10)中，U_d表示并網點電壓在d軸上的分量；

在并網點電壓發生跌落時，光伏發電站注入電網的無功電流I_q實時跟蹤并網點電壓變化，并滿足：

公式(11)中，U_T為光伏發電站并網點電壓標幺值；根據并網點電壓得到注入電網的無功電流后，有功與無功電流不超過額定電流的標幺值1.1，即滿足：

I_d是指電流在dq旋轉坐標系中沿d軸的分量；

確定有功電流目標值和無功電流目標值后，得到并網電流額定值i_{g_ref}各相的大小：

其中，θ為d軸與a軸的夾角，根據i_{g_ref}每相電流的大小確定每相級聯H橋輸出目標電流的大小，其中，a軸為三相abc坐標系的a軸。