[发明专利]光伏电站中电力电子变压器和光伏电池板DC-DC变流器的控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种光伏电站中电力电子变压器和光伏电池DC‑DC变流器的调制策略及系统，包括：给低压侧直流母线电压设置若干门限U_th1、U_th2、U_th3……U_thN，所述若干门限分别对应设置输出功率限幅值为当前输出功率的η₁、η₂、η₃……0％；其中，当DC‑DC变流器检测低压侧直流母线电压高于U_th1时，将输出功率限制为当前输出功率的η₁；当低压侧母线电压高于最高门限U_thN，输出功率限幅至0；电力电子变压器收到并网功率限幅时，将输出功率进行限幅；若实际输出功率比功率限幅小时，电力电子变压器控制参数不做处理；若电力电子变压器实际输出功率比功率限幅大时，电力电子变压器的低压侧电压环比例积分控制器中积分系数修改为0。本发明能够实现系统在并网功率受限工况下的平稳过渡。

技术领域

本发明属于电力电子变压器调制策略技术领域，特别涉及一种光伏电站中电力电子变压器和光伏电池DC-DC变流器的调制策略及系统。

背景技术

传统的光伏电站采用光伏逆变器加升压变压器的结构，该结构通过光伏逆变器完成光伏电池板的最大功率跟踪控制，将各光伏电池板的能量汇集到低压交流母线，最终通过工频升压变压器将能量馈送至中压电网。

随着电力电子技术的发展，采用模块化级联结构的大功率电力电子变压器的技术已经成熟，电力电子变压器可直接完成低压直流到中压交流的能量交换，并且通过控制可实现能量的双向灵活调节。在基于电力电子变压器光伏电站中，光伏电池板输出通过一级DC-DC变流器汇集到低压直流母线，再通过电力电子变压器直接从低压直流逆变至中压交流，实现光伏发电并网。上述应用电力电子技术的方案相比传统的光伏电厂并网方案有以下优势：第一是变换环节少，夜间损耗低，可提供较高的系统效率；第二是电力电子变压器的启动电压更低，可提供光伏发电的时间更长；第三是电力电子变压器相对传统变压器体积小、重量轻；第四是电力电子变压器具有功率可控特性，可一定程度参与潮流控制。

在基于电力电子变压器并网的光伏电站中，电力电子变压器受远端调度中心控制，在必要情况下可对其输出功率进行限制调节。光伏电池板对应的DC-DC变流器实行独立控制，负责光伏电池板的最大功率跟踪控制(MPPT)。由于在实际光伏电站中，DC-DC变流器分布较分散，同时要保证系统各单元的独立性，因此光伏电池板对应的DC-DC变流器之间，以及DC-DC变流器与电力电子变压器之间一般不设通信通道。

随着新能源的大规模并网和电力电子技术的发展，越来越多可控的功率变换单元参与电网的并联。电网对新能源并网也提出了更复杂的要求。其中一条需求就是在某些工况下，电网需要限制光伏电站的并网功率。在光伏并网功率受限的工况下，由于低压侧直流母线输入、输出功率流在短时间内会出现不平衡，导致电压升高引起系统过压停机，因此如何实现低压侧母线电压的输入输出功率流的平衡成为了系统控制的难点之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏电站中电力电子变压器和光伏电池DC-DC变流器的调制策略及系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明提出了一种基于电力电子变压器和DC-DC变流器的改良控制策略，能够实现系统在并网功率受限工况下的平稳过渡。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：