[发明专利]一种适用于两级光伏并网系统的高电压穿越控制方法

说明书

本发明公开了一种适用于两级光伏并网系统的高电压穿越控制方法，该控制方法在并网点电压出现电压骤升时，控制后级并网逆变器持续输出与并网点未出现电压骤升时的有功功率相等的有功功率，以维持直流母线电压的稳定；同时，根据并网点电压骤升情况调整后级并网逆变器直流网侧无功电流的参考值，以改变后级并网逆变器输出的无功功率以降低并网点电压。本发明提供的控制方法为有功/无功功率联合策略，在高电压故障穿越期间，仍控制后级并网逆变器保持与未出现并网点电压骤变时输出的有功功率基本相等的有功功率，不以牺牲有功功率为代价提高了光伏并网系统的高电压穿越能力，并且无需增加额外的硬件电路。

技术领域

本发明属于新能源并网发电领域，具体涉及一种适用于两级光伏并网系统的高电压穿越控制方法。

背景技术

为推动能源绿色转型，以风力发电和光伏发电为代表的新能源发电装机比例不断提高。光伏电站的增加使其功率的波动在并网点的影响不断增大，造成电网电压骤升进而导致大规模新能源脱网的事件频发。因此研究高电压穿越控制策略增加并网系统高电压期间的故障穿越能力，降低脱网频率，对于电网的稳定运行来说尤为重要。

单级式光伏并网系统的光伏阵列通过并网逆变器将直流转换为交流直接并入电网，拓扑结构简单，能量转换效率较高，但是光伏阵列与并网逆变器的控制互相耦合，控制系统较为复杂。与单级式并网系统相比，两级式并网系统在并网逆变器前增加了DC/DC升压环节，使得光伏阵列的MPPT控制与并网逆变器的控制各自独立，控制系统设计更简单。目前，光伏系统大多采用两级式结构并网。

相比于较成熟的低电压穿越控制策略的研究，有关光伏并网系统高电压穿越的控制策略的研究较少。现有的高电压穿越控制策略主要有两种。一类是在并网点增加辅助硬件设备如静止同步补偿器、超导储能器等，可缓解并网点处电压的故障程度以完成高电压穿越，但是经济成本和协调控制的难度将会增加。另一类是通过改进控制策略，可分为调整有功、无功电流参考值以及直流母线电压参考值。正是在这一背景下，提出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于两级光伏并网系统的高电压穿越控制方法，该控制方法在高电压故障穿越期间，不以牺牲有功功率为代价提高光伏并网发电系统的高电压穿越能力，并且无需增加额外的硬件电路。

本发明提供的适用于两级光伏并网系统的高电压穿越控制方法在并网点电压出现电压骤升时，控制后级并网逆变器持续输出与并网点未出现电压骤升时的有功功率相等的有功功率，以维持直流母线电压的稳定；同时，根据并网点电压骤升情况调整后级并网逆变器直流网侧无功电流的参考值，以改变后级并网逆变器输出的无功功率以降低并网点电压。

在一些实施方式中，当并网点电压出现骤升时，无功电流的参考值i_qref满足以下关系：

1)当0.9p.u.U_g≤1.1p.u.时，i_qref＝0；

2)当1.1p.u.U_g≤1.2p.u.时，

3)当1.2p.u.U_g≤1.3p.u.时，

其中，U_g为并网点电压标幺值，I_N为电网额定电流，i_dref为后级并网逆变器的有功电流的参考值,k为并网点电压骤升幅度。

在一些实施方式中，当并网点电压出现骤升，且1.1p.u.U_g≤1.2p.u.时，且满足

在一些实施方式中，该控制方法在并网处电压处于正常状态时，前级boost电路采用最大功率点跟踪控制，后级并网逆变器采用直流电压控制和单位功率因数控制。