[發明專利]光伏直流變換器的運行控制與孤島檢測方法和系統

在審

• 申請號: 202010640637.2
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111756066A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 朱淼;胡皓;徐莉婷;李修一;王晗;蔡旭
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G01R31/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種光伏直流變換器的運行控制與孤島檢測方法，其特征在于，包括：

步驟1：光伏陣列經過直流變換器接入到直流配電網中，直流變換器采用電壓外環與電流內環的雙閉環控制方式進行光伏發電最大功率跟蹤控制；

步驟2：獲取直流變換器的電壓外環控制的電壓參考值或電流內環控制的電流參考值；在電壓參考值上或電流參考值上，疊加外界小擾動正弦信號；

步驟3：采樣直流配電網中的直流母線電壓信號；

步驟4：將采樣的直流母線電壓信號經過帶通濾波器與反饋增益，形成反饋擾動量；

步驟5：將反饋擾動量疊加到外界小擾動正弦信號上，與原有電壓或電流參考值疊加形成新的電壓或電流參考值；

步驟6：將新的電壓或電流參考值用于外環電壓或內環電流控制；

步驟7：檢測直流母線電壓，當穩態值在預設運行范圍時，判定直流配電網處于孤島狀態，實現孤島檢測。

2.根據權利要求1所述的光伏直流變換器的運行控制與孤島檢測方法，其特征在于，采集光伏陣列電壓與電流信息，根據MPPT算法計算出光伏陣列的電壓參考值；

外環電壓控制：電壓參考值與光伏陣列電壓反饋值相減，經過外環補償器得到光伏陣列輸入電流參考值；

內環電流控制：電流參考值與電感電流反饋值相減，經過內環補償器與PWM發生器產生占空比的開關信號控制開關。

3.根據權利要求1所述的光伏直流變換器的運行控制與孤島檢測方法，其特征在于，外界小擾動正弦信號包括兩個分量：

--外部施加的頻率為ω₀的周期性正弦分量；

--由PCC點電壓經過中心頻率為ω₀的經過帶通濾波器與反饋增益后得到的反饋量。

4.根據權利要求1所述的光伏直流變換器的運行控制與孤島檢測方法，其特征在于，計算電流電壓穩態值，公式為：

I_g＝0,U_o＝U_g,

其中，I_g表示由PCC母線流向電網側電流的穩態值；U_g表示電網側電壓；U_o表示PCC母線電壓穩態值；U_in表示直流變換器輸入側電壓穩態值；I_in表示電感電流穩態值；R表示PCC母線上阻性負載；D表示直流變換器開關管占空比穩態值。

5.根據權利要求1所述的光伏直流變換器的運行控制與孤島檢測方法，其特征在于，分布式光伏直流變換器并網運行時，小擾動正弦信號求得為：

其中，s表示拉普拉斯算子；R_p表示光伏陣列等效并聯阻抗；C_in表示直流變換器輸入電容；L表示直流變換器輸入電感；C表示PCC母線等效電容；R_g表示網側線路等效電阻；L_g表示網側線路等效電感；表示流經光伏陣列等效并聯阻抗的電流小擾動量；表示流經直流變換器輸入電容的電流小擾動量；表示直流變換器輸入電流小擾動量；表示直流變換器輸入電壓小擾動量；表示PCC母線電壓小擾動量；表示直流變換器占空比小擾動量；表示網側電流小擾動量；

聯立式，得到：

其中，a₀，a₁，a₂表示系數，且有：

在式中，G_{iin_uin}(s)為直流變換器輸入電流到輸入電壓的傳遞函數，G_{uin_uo}(s)為直流變換器輸入電壓到輸出電壓的傳遞函數。