[發(fā)明專利]基于光伏發(fā)電系統(tǒng)抑制電網(wǎng)功率振蕩的控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010463878.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN111525564A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王悅;林健;查雨欣;張儀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/24;H02J3/38;H02J3/46;H02J3/48
• 代理公司: 南京源古知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32300
• 代理人: 鄭宜梅

1.一種基于光伏發(fā)電系統(tǒng)抑制電網(wǎng)功率振蕩的控制系統(tǒng)，其特征在于：包括光伏發(fā)電系統(tǒng)；所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包含相連的光伏逆變器與光伏電池板；所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出端連接在電網(wǎng)中相鄰的兩個(gè)阻抗元件之間；所述光伏逆變器根據(jù)電網(wǎng)頻率變化判斷電網(wǎng)是否處于功率振蕩狀態(tài)，并通過光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)處于功率振蕩的電網(wǎng)的頻率進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)抑制電網(wǎng)功率振蕩的目的。

2.一種基于光伏發(fā)電系統(tǒng)抑制電網(wǎng)功率振蕩的控制方法，為權(quán)利要求1所述的一種基于光伏發(fā)電系統(tǒng)抑制電網(wǎng)功率振蕩的控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：初始化：將光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏逆變器端接入電網(wǎng)中，設(shè)置光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的有用功率初始值為P0,所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出的無功功率初始值為Q；設(shè)置光伏逆變器的無功功率Q為0；設(shè)置ωref為同步發(fā)電機(jī)的額定角頻率，即為電網(wǎng)的頻率50Hz對(duì)應(yīng)的角頻率；

步驟二：根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行狀況，光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)的有功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)；具體為：

S21：實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)側(cè)的振動(dòng)頻率f，根據(jù)振動(dòng)頻率f的大小判斷電網(wǎng)是否在穩(wěn)定運(yùn)行；如果為穩(wěn)定運(yùn)行即不處理；如果不是穩(wěn)定運(yùn)行即進(jìn)行以下步驟；

S22：電網(wǎng)功率振蕩時(shí)，將實(shí)時(shí)采集的電網(wǎng)側(cè)的振動(dòng)頻率f變換成對(duì)應(yīng)的角頻率ω；將實(shí)時(shí)的角頻率ω與同步發(fā)電機(jī)的額定角頻率ωref作差，得到電網(wǎng)角頻率偏差Δω；將電網(wǎng)角頻率偏差Δω輸入第一PID控制器進(jìn)行調(diào)制，得到對(duì)應(yīng)的同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而計(jì)算出發(fā)電機(jī)側(cè)有功指令Pref；

S23：將步驟S22中計(jì)算出發(fā)電機(jī)側(cè)有功指令Pref與光伏側(cè)的有用功功率為P作差，得到基于光伏發(fā)電系統(tǒng)抑制電網(wǎng)功率振蕩的控制系統(tǒng)有功功率的變化量；

S24：將S23中計(jì)算出的有功功率的變化量經(jīng)過第一PI調(diào)節(jié)，得到光伏逆變器直流側(cè)電壓的額定值

S25：將光伏逆變器直流側(cè)電壓的額定值與電網(wǎng)直流側(cè)電容電壓Udc作差，得到電壓偏差；

S26：將S25生成的電壓偏差經(jīng)過第二PI調(diào)節(jié)，得到了計(jì)算的電流i_ref；

S27：將計(jì)算的電流指令i_ref與檢測(cè)所得線路的電流id作差，經(jīng)第三PI調(diào)制，生成PWM信號(hào)送入光伏逆變器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于光伏發(fā)電系統(tǒng)抑制電網(wǎng)功率振蕩的控制方法，其特征在于：S21中判斷電網(wǎng)是否在穩(wěn)定運(yùn)行的具體包括：實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)側(cè)的振動(dòng)頻率f，根據(jù)公式振動(dòng)角速度ω＝2πf，計(jì)算出實(shí)時(shí)的發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的角速度ω；如果實(shí)時(shí)角速度ω為50HZ，或者為我國(guó)電力標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許頻率偏差范圍內(nèi)，則判斷電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定不需要調(diào)節(jié)；如果不符合則判讀電網(wǎng)系統(tǒng)不穩(wěn)定，需要進(jìn)行抑制電網(wǎng)功率振蕩。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于光伏發(fā)電系統(tǒng)抑制電網(wǎng)功率振蕩的控制方法，其特征在于：所述第一PID包括為P、I、D三個(gè)控制器，分別對(duì)應(yīng)控制參數(shù)KP和KI和KD；其中KP取1～1000，KI取1～10000，KD取1～100；KP、KI與KD初始值設(shè)定為10，；所述初始值的大小根據(jù)光伏側(cè)傳遞的功率大小進(jìn)行預(yù)設(shè)；所述傳遞的功率越大，參數(shù)也越大。