[发明专利]基于功率追踪的光伏虚拟同步控制方法

摘要

本发明公开了基于功率追踪的光伏虚拟同步控制方法。该方法采用功率叠加方程获得功率指令，并根据基于多项式拟合功率追踪方法获得直流侧参考电压，经过电压环获得光伏板参考功率后，通过功率外环获得d轴有功功率指令；通过一次调压方程获得无功功率指令，进而得到电流dq轴指令，进行电流闭环控制。通过控制直流侧参考电压的大小和方向进而达到对有功功率的灵活控制，并通过一次调压方程对无功功率进行调节。直流侧参考电压步长的大小通过多项式拟合方法获得，方向通过功率跟踪法获得。本发明对逆变器无需增加储能设备，可对电网频率和电压进行调节，且能保证系统的稳定和对频率电压较好的调节效果。

主权项

1.一种基于功率追踪的光伏虚拟同步控制方法，包括光伏逆变器输出相电压的采集，其特征在于，步骤如下：/n步骤1、设光伏逆变器台数为n，n为整数且n≥1，#i表示逆变器编号，i为整数且i∈[1,n]；/n步骤2、通过离线测量方法获得光伏电池板最大功率点的功率P_MPP、最大功率点的电压U_MPP和开路电压U_oc；采样光伏逆变器#i输出相电压U_oai,U_obi,U_oci，并经输出相电压坐标变换方程得到输出电压dq轴分量U_odi,U_oqi，采样光伏逆变器#i桥臂电感电流I_Lai,I_Lbi,I_Lci，并经电感电流坐标变换方程得到桥臂电感电流dq轴分量I_Ldi,I_Lqi，其中d轴为有功轴，q轴为无功轴；通过锁相环获得电网频率ω_g，采样光伏逆变器#i在k时刻的直流侧光伏输出电流I_pvi(k)和光伏逆变器#i在k时刻的直流侧光伏输出电压U_pvi(k)；/n步骤3、设置电网基准频率ω_ref和光伏逆变器#i上层有功功率指令P_ref0i，并根据步骤2得到的电网频率ω_g，通过功率叠加方程获得功率指令/n步骤4、根据步骤2中得到的输出电压dq轴分量U_odi,U_oqi和桥臂电感电流dq轴分量I_Ldi,I_Lqi，通过功率计算方程获得平均有功功率P_oi；/n步骤5、根据步骤2中得到的光伏逆变器#i在k时刻的直流侧光伏输出电流I_pvi(k)和光伏逆变器#i在k时刻的直流侧光伏输出电压U_pvi(k)、步骤3中得到的功率指令和步骤4中得到的平均有功功率P_oi，通过基于多项式拟合的功率跟踪法获得直流侧参考电压U_refi；/n步骤6、根据步骤2中得到的光伏逆变器#i在k时刻的直流侧光伏输出电压U_pvi(k)和步骤5中得到的直流侧参考电压U_refi，经过电压闭环获得光伏电池板参考功率P_refi；/n步骤7、根据步骤6中得到的光伏电池板参考功率P_refi和步骤4中得到的平均有功功率P_oi，经过功率外环得到d轴有功功率指令P_drefi；设置指令电压E_dref和光伏逆变器#i上层无功功率指令Q_ref0i，并根据步骤2中得到的输出电压d轴分量U_odi，通过一次调压方程获得无功功率指令Q_drefi；/n步骤8、根据步骤2中得到的输出电压d轴分量U_odi和步骤7中得到的d轴有功功率指令P_drefi、无功功率指令Q_drefi，经过电流计算方法得到电流d轴指令I_cdrefi和电流q轴指令I_cqrefi；/n步骤9、将步骤8中得到的电流d轴指令I_cdrefi和步骤2中得到的桥臂电感电流d轴分量I_Ldi，经过d轴电流闭环控制方程，得到d轴输出信号U_idi；将步骤8中得到的电流q轴指令I_cqrefi与步骤2中得到的桥臂电感电流q轴分量I_Lqi，经过q轴电流闭环控制方程，得到q轴输出信号U_iqi；/n步骤10、将步骤2中得到的输出电压d轴分量U_odi和输出电压q轴分量U_oqi分别加上步骤9中得到的d轴输出信号U_idi和q轴输出信号U_iqi，得到dq坐标系下的调制波U_mdi和U_mqi，其表达式分别为：/n /n步骤11、将步骤10中得到的dq坐标系下的调制波U_mdi和U_mqi经坐标反变换方程得到逆变器桥臂电压的三相调制波U_mai,U_mbi,U_mci，经PWM调制后作为IGBT电路的驱动信号。/n