[发明专利]抑制并网电路中直流母线电压波动的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电工技术领域，尤其涉及一种抑制并网电路中直流母线电压波动的装置及方法。

背景技术

国家标准《GB19964-2012光伏发电站接入电力系统技术规定》中要求当电网电压因故障发生跌落时，光伏并网逆变器需保持短时并网状态，具备一定的电网支撑能力。且在电网低电压穿越的过程中逆变器需要向电网注入无功，动态无功电流应满足以下要求：

(1)自并网点电压跌落的时刻起，动态无功电流的响应时间不大于30ms。

(2)自动态电流响应起直到电压恢复至0.9pu期间，光伏发电站注入电力系统的无功动态电流IT应实时跟踪并网点电压变化，并满足：

I_T≥1.5×(0.9-U_T)I_N(0.2≤U_T≤0.9)

I_T≥1.05×I_N(U_T<0.2)

I_T＝0(U_T>0.9)

因此当电网电压瞬间跌落而逆变器并网电流无法突变，故逆变器并网功率会瞬间跌落，而逆变器输入功率无法突变，所以会导致逆变器直流母线功率瞬间增大，进而导致直流母线电压瞬间升高，危害整个光伏发电系统正常运行。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决并网电路中低电压穿越时直流母线电压容易发生波动，进而危机发电系统的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抑制并网电路中直流母线电压波动的装置，包括发电单元、逆变器、交流电网、储能单元和控制单元，所述逆变器通过直流母线与所述发电单元连接，将所述发电单元产生的直流电转换为交流电后并入到交流电网；所述储能单元通过电线与直流母线连接，所述控制单元用于获取所述发电单元侧的实时功率及交流电网侧的实时功率，并控制所述储能单元从所述直流母线上吸收多余功率或向所述直流母线输送功率，以抑制所述直流母线上发生电压波动。

其中，所述双向DC/AC单元为由六个功率器件组成的三相全桥电路。

其中，所述直流母线与所述储能单元之间设有双向DC/AC单元。

其中，所述储能单元包括飞轮和电机，所述电机连接于所述双向DC/AC单元与所述飞轮之间。

其中，所述发电单元为光伏电池阵列，所述逆变器为光伏并网逆变器。

其中，所述控制单元包括信号采集模块、信号处理模块和控制模块，所述信号采集模块用于采集所述交流电网侧的电压和电流，所述信号处理模块根据所述交流电网侧电压值和电流值获得所述交流电网侧的瞬时功率，并根据所述交流电网侧的瞬时功率及所述发电单元输出的瞬时功率获得所述双向DC/AC单元所需的脉冲信号，所述控制模块根据所述脉冲信号控制所述双向DC/AC单元的工作状态。

本发明还提供了一种抑制并网电路中直流母线电压波动的控制方法，包括步骤

S1，获取发电单元输出的直流瞬时功率和交流电网侧的瞬时功率；

S2，根据发电单元输出的直流瞬时功率和交流电网的瞬时功率，获取为了抑制直流电母线电压波动储能单元应该从直流母线吸收或释放的功率；

S3，根据步骤S2的结果获取控制指令来控制储能单元从直流母线吸收功率或向直流母线释放功率，以抑制直流母线的电压波动。

其中，所述步骤S1包括步骤

S11，采集交流电网侧的三相电压V_a、V_b、V_c和电流信号I_a、I_b、I_c，其中，V_c＝0，I_c＝0；

S12，分别对交流电网侧的三相电压和三相电流进行CLARKE变换得到电压V_α、V_β和电流I_α、I_β，具体公式如下：

S13，对电压V_α、V_β和电流I_α、I_β进行PARK变换得到电压V_d、V_q和电流I_d、I_q，具体公式如下：