[发明专利]一种针对集散式光伏发电系统的低电压穿越控制方法

说明书

本发明公开了一种针对集散式光伏发电系统的低电压穿越控制方法，集散式光伏发电系统的逆变器在直流电压外环和基于dq变换的电网电压前馈解耦控制电流内环的基础上，实时检测电网电压的跌落深度，进行低电压穿越控制模式和低电压穿越恢复模式；集散式光伏发电系统的智能MPPT汇流箱在各自输入电压外环和输入电流内环的基础上，实时判断直流母线电压过压状况，进行直流母线过压控制模式和直流母线过压恢复控制模式；本发明解决了集散式发电系统低电压穿越过程中直流母线电压失控及低电压穿越恢复后有功功率无法快速恢复的难题。

技术领域

本发明涉及一种针对集散式光伏发电系统的低电压穿越控制方法，属于光伏并网发电技术领域。

背景技术

集散式光伏发电系统结合集中式及组串式逆变器两种方案的优势，既具备多路MPPT跟踪、提高发电量，又具备电能质量高的优点，最终实现高效、可靠和高收益。

集散式光伏发电系统和组串式逆变器均采用两级功率变换。组串式逆变器的两级功率变换由同一控制器控制，协调方便，控制简单；而集散式光伏发电系统中，DC/DC升压和DC/AC逆变两级功率变换分别由智能MPPT汇流箱和逆变器单独控制，协调困难，控制复杂。集散式光伏发电系统的智能MPPT汇流箱和逆变器若采用通信进行协调，对通信的实时性较高，难以满足电网电压低电压穿越尤其是零电压穿越的要求。

集散式光伏发电系统拓扑结构如图1所示，1个光伏方阵包括m台智能MPPT汇流箱和1台逆变器，每台智能MPPT汇流箱有n路独立的BOOST电路。正常工况下，有如下关系：

P_1-mpp+P_2-mpp+P_3-mpp+…+P_m-mpp≤P_inverter-max (1)

式中，P_i-mpp(i＝1,2,...,m)表示在一定光照和温度条件下，第i台智能MPPT汇流箱输入侧所有光伏组件能够达到的最大功率，P_inverter-max表示逆变器最大输出有功功率，逆变器最大输出电流I_max一般为额定电流I_N的1.1倍。

由式(1)可以看出，正常工况下，所有光伏组件的最大功率不大于逆变器能够输出的最大功率。逆变器将光伏组件的最大功率减去线路和装置损耗后全部输出到电网。

但是，当电网电压跌落时，式(1)将不再成立，将可能出现以下关系：

P_1-mpp+P_2-mpp+P_3-mpp+…+P_m-mpp＞P_inverter-max (2)

特别地，当电网电压跌零时，逆变器最大输出有功功率P_inverter-max为零。

此时，如果智能MPPT汇流箱仍工作在光伏组件最大功率点，必然导致智能MPPT汇流箱与逆变器之间的直流母线电压急剧上升，导致直流母线回路上的所有装置因过压冲击而损坏。

若智能MPPT汇流箱检测到直流母线电压过高后，停止所有DC/DC电路，直至直流母线电压恢复正常后再重新启动MPPT运行，又难以满足有功功率以至少30％额定功率/秒的功率变化率恢复至正常发电状态的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种针对集散式光伏发电系统的低电压穿越控制方法，解决了在电网电压跌落时，智能MPPT汇流箱和逆变器工作状态不稳定，故障清除后有功功率恢复速率慢的问题，提高了集散式光伏发电系统的安全性和稳定性。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种针对集散式光伏发电系统的低电压穿越控制方法，包括逆变器的低电压穿越控制和智能MPPT汇流箱直流母线过压控制；