[发明专利]分布式光伏变流器惯性支撑控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种分布式光伏变流器惯性支撑控制方法及系统。本发明的方法在改进的扰动观察法控制基础上，利用直流侧母线电压信号，通过前馈控制算法实现直流受端弱电网源、荷功率波动下的快速功率响应，为系统提供部分惯性支撑，有效降低了直流母线电压动态过程中的波动。本发明在保证分布式光伏在功率曲线右半平面稳定运行的同时，在动态过程中为直流母线提供快速功率响应，降低直流母线的电压波动幅值。

技术领域

本发明属于分布式光伏变流器控制技术领域，涉及一种直流受端弱电网分布式光伏变流器惯性支撑控制方法及系统。

背景技术

近年来，随着电力电子技术的广泛应用，直流分布式电源和直流负荷的接入比例逐年升高。直流受端弱电网可兼容直流型源、储、荷接入，降低系统损耗，是实现可再生能源就地消纳的理想方案。然而，由于高比例电力电子设备的接入，直流受端弱电网自身存在低惯性的特点。在功率波动的过程中，容易引发母线电压的突变，影响供电质量，加大了直流受端弱电网保护装置的误动作风险，严重时可能导致直流受端弱电网内设备跳机、故障。

因此，如何有效利用直流受端弱电网内的资源，实现直流母线的惯性支撑，降低母线电压的波动是直流受端弱电网推广应用过程中的难点之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种直流受端弱电网分布式光伏变流器惯性支撑控制方法及系统，其利用分布式光伏变流器自身快速响应的特性，采用改进的扰动观察法和基于前馈环节的惯性支撑控制策略，在保证分布式光伏在功率曲线右半平面稳定运行的同时，在动态过程中为直流母线提供快速功率响应，降低直流母线的电压波动幅值。

为此，本发明采用的一种技术方案为：分布式光伏变流器惯性支撑控制方法，其包括如下步骤：

(1)利用光伏变流器输出端口的电压、电流传感器，分别采样获得光伏变流器当前输出电流i₂、直流母线电压v_b以及滤波电容电流i_c；利用光伏变流器输入端口的电压、电流传感器，分别采样光伏阵列当前的端口电压v_pv与电流i_pv；

(2)根据采样得到的电压电流值计算光伏变流器的输出功率P_pv；

(3)根据直流母线电压计算光伏输出参考功率P^ref，同时分别计算光伏变流器输入端口功率、电压与上一拍控制采样的差值，得到ΔP_pv和Δv_pv，并判断ΔP_pv·Δv_pv的正负，若ΔP_pv·Δv_pv为正，则电压参考在上一拍的基础上增加一个扰动值；若ΔP_pv·Δv_pv为负，则进一步判断P^ref是否大于P_pv，若P^ref大于P_pv，则电压参考在上一拍的基础上减小一个扰动值，若P^ref小于等于P_pv，则电压参考在上一拍的基础上增加一个扰动值；

(4)将电压参考与步骤(1)所得端口电压采样值v_pv的差值输入电压控制环PI控制模块，得到光伏变流器输出电流参考值

(5)根据直流母线电压，利用前馈控制环节计算惯性响应电流参考值将步骤(4)所得与相加获得电流控制环输入电流参考将与光伏变流器输出电流i₂的差值作为电流控制环PI控制模块的输入，电流控制环PI控制模块的输出与阻尼环输出相减得到变流器控制占空比d，经PWM调制后控制光伏变流器实现直流受端弱电网惯性支撑控制。

本发明提出一种直流受端弱电网分布式光伏变流器惯性支撑控制方法，能够为直流母线提供部分惯性支撑，从而降低由源、荷功率波动引起的电压波动，提升系统电能质量。