[发明专利]一种用于光伏并网逆变器低电压穿越的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏发电系统控制技术领域的方法，具体讲涉及一种用于光伏并网逆变器低电压穿越的控制方法。

背景技术

低电压穿越能力是风电、光伏等分布式发电系统重要的并网指标之一，对电网的安全稳定运行具有重要意义。尽管国内外学者对风电场的相关标准、控制技术以及测试装置等进行了研究，取得了一定的科研和产业成果；丹麦、德国等风力发电大国相继制定了新的电网运行准则，要求风电系统具有低电压穿越能力，然而对于光伏系统而言，我国目前尚未出台光伏并网的国家标准，仅国家电网公司在其制定的企业标准《光伏电站接入电网技术规定》(Q/GDW618-2011)中对大中型光伏电站的低电压穿越进行了一定的规范，同时国内通过低电压穿越测试，尤其是零电压穿越测试的光伏并网逆变器还只是较少部分，而国内光伏产业发展迅速，截至2010年底我国并网光伏发电装机容量已达到90万千瓦，预计2020年装机总量将达到2000万-5000万千瓦，这给光伏并网关键技术的研究，尤其是光伏低电压穿越控制技术的研发带来了极大压力。

目前光伏并网逆变器在进行低电压穿越测试，尤其是零电压穿越测试时，主要存在两个方面的问题：1、电网电压跌落及恢复瞬间，由于光伏并网逆变器直流母线电压的动态控制性能变差导致直流母线电压振荡，甚至进一步导致控制系统失稳，逆变器不得不与电网解列；2、电网电压跌落及恢复瞬间，尤其在三相电网电压发生对称跌落至零电压的最严重故障时，逆变器由于来不及将积累在逆变器中的能量平稳地输送给电网而导致逆变器输出的三相电流出现较大尖峰或者振荡，一旦超过逆变器电流保护阈值而与电网解列，不能实现低电压穿越故障期间的不脱网运行这一基本技术指标，即低电压穿越测试失败。

因此，需要提供一种适用于三相电网对称跌落的动态响应快速平滑且稳定性好的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于光伏并网逆变器低电压穿越的控制方法，该方法是适用于三相电网对称跌落的动态响应快速平滑且稳定性好的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种用于光伏并网逆变器低电压穿越的控制方法，其改进之处在于：所述方法包括以下步骤：

I、获取三相电网的三相电压信号和逆变器输出端的三相电流信号；

II、确定三相电网电压的dq轴直流分量和同步旋转dq轴坐标系下的直流电流成分；

III、获取光伏阵列输出电压和光伏阵列输出电流；

IV、判断三相电网电压是否跌落；

V、当三相电网电压正常时获取逆变器的d轴参考电流；

VI、当三相电网电压发生跌落时获取逆变器的d轴参考电流；

VII、运用PI调节器根据所述逆变器的d轴参考电流获得脉宽调制脉冲；

VIII、运用PID调节器根据所述逆变器的d轴参考电流获得脉宽调制脉冲。

进一步的，所述步骤II中，根据所述三相电压信号和所述三相电流信号分别确定三相电网电压的dq轴直流分量和同步旋转dq轴坐标系下的直流电流成分，包括：

根据所述三相电压信号运用锁相环PLL方法确定电网电压矢量旋转角度θ，根据所述电网电压矢量旋转角度和所述三相电压信号确定三相电网电压的d、q轴直流分量e_d、e_q；

根据所述逆变器输出端的三相电流信号和所述电网电压矢量旋转角度进行dq旋转矢量变换，确定同步旋转dq轴坐标系下的直流电流成分i_d、i_q。

进一步的，所述步骤IV包括：判断三相电网电压是否跌落，若所述三相电网电压正常则进入步骤V，若所述三相电网电压跌落则进入步骤VI。

进一步的，所述步骤V包括以下步骤：

S501、若所述三相电网电压正常，根据所述光伏阵列输出电压和所述光伏阵列输出电流，运用最大功率跟踪MPPT方法确定光伏阵列最大功率点参考电压；

S502、将所述光伏阵列输出电压和所述光伏阵列最大功率点参考电压的差值进行电压比例积分PI调节器后获得电流i_d1；

S503、将所述电流i_d1赋值给逆变器输出的d轴参考电流i_dref；为使逆变器输出电流与电网电压同相位，设置逆变器输出的q轴参考电流i_qref＝0，进入步骤VII。

进一步的，所述步骤VI包括：