[发明专利]一种间接自校正的光伏发电装置控制方法

权利要求书

1.一种间接自校正的光伏发电装置控制方法，其特征在于，所述方法在光伏发电装置控制器电流内环的指令中加入高次电流分量指令，通过测量并网点电压具有相同次数的电压分量，实时计算并网交流系统阻抗；得到光伏发电装置逆变器输出电流的传递函数，结合PI环节的传导函数得到电流闭环控制系统的传递函数，对传递函数进行离散化处理得到闭环控制系统输出方程，根据对闭环控制系统的性能要求，采用极点配置方法得到PI环节参数的优化值。

2.根据权利要求1所述的一种间接自校正的光伏发电装置控制方法，其特征在于，所述并网交流系统阻抗实时计算通过电流指令的附加量i_i2(ref)来实现；

i_i2(ref)的表达式为：i_i2(ref)＝I_h1sin(h₁ωt)+I_h2sin(h₂ωt)

式中：I_h1和I_h2分别为h₁次和h₂次谐波电流幅值，ω为交流系统基波角频率；选h₁＝5，h₂＝10；I_h1和I_h1选取为光伏逆变器输出电流i_i的额定值I_iN的一个比例；

测量并网点电压u_sg，并利用傅里叶分解技术，得到h₁次和h₂次谐波电压幅值为U_h1和U_h2，则交流电网电阻R_s和电感L_s的实时值为：

3.根据权利要求1所述的一种间接自校正的光伏发电装置控制方法，其特征在于，所述光伏发电装置逆变器输出电流的传递函数为：

其中：光伏发电装置逆变器的传递函数G_inv(s)＝K_inv，K_inv是反应逆变器直流电压利用率的一个常数，通常可取0.9；C_S为光伏发电装置逆变器输出电容；R_s为交流电网电阻；L_s为交流电网电感；L和C分别为光伏发电装置逆变器输出滤波器电感和电容；R_s为交流电网电阻；L_s为交流电网电感；s为复频率；u_i(ref)(s)为光伏发电装置逆变器输出电压指令；i_i(s)为光伏发电装置逆变器输出电流。

当电流内环控制器的采样频率f_sw远大于交流系统基波频率ω/2π时，可忽略光伏发电装置逆变器输出电容C_s的影响，上式所述光伏发电装置逆变器输出电流的传递函数变为：

式中，u_i(ref)(s)为光伏发电装置逆变器输出电压指令。

4.根据权利要求1所述的一种间接自校正的光伏发电装置控制方法，其特征在于，所述光伏发电装置逆变器电流内环通常采用的PI环节的表达式为：

式中：k_p和k_i分别为PI环节的比例和积分常数。

5.根据权利要求1所述的一种间接自校正的光伏发电装置控制方法，其特征在于，所述采用极点配置方法得到PI环节参数的优化值步骤如下：

(1)对传递函数进行离散化处理：

对光伏发电装置逆变器输出电流i_i的传递函数进行离散化处理，即令s＝(1-z^-1)/T_sw，T_sw＝1/f_sw为控制器采样频率，可得：

式中，k为采样序列号；

将PI环节的表达式离散化，即令s＝(1-z^-1)/T_sw，可得：

(1-z^-1)u_i(ref)(k)＝(k_p+k_iT_sw-z^-1k_p)(i_i1(ref)(k)-i_i(k))………………………………(2)

联立式(1)和式(2)，消去u_i(ref)(k)可得：

预先设定光伏发电系统被控制为具有如下性能的二阶系统，即i_i1(ref)(s)和i_i(s)满足：

式中，K、ξ₀、ω²_n为预设的二阶系统的指标；

将式(3)离散化后可得第k个时刻的光伏发电装置逆变器输出电流i_i(k)：

(2)根据极点配置方法，令式(3)和式(5)的分母相等，即可求解出k_p和k_i，PI环节采用该k_p和k_i时，即可在当前交流系统具有电阻R_s和电感L_s时，达到预设的性能指标要求。