[发明专利]一种三相两级式光伏系统参与电网频率调节的协调控制方法

权利要求书

1.一种三相两级式光伏系统参与电网频率调节的协调控制方法，其特征在于，包括直流电容电压控制和基于减载控制的有功功率-频率下垂控制；直流电容电压控制包括比例控制和限幅器；减载控制包括基于光照E、温度T监测信息的电容C1直流电压改变值的查找表；有功功率-频率下垂控制包括比例控制器，PI控制器和限幅器；

在三相两级式光伏系统中，DC-DC换流器由Boost电路构成，主要实现升压和光伏系统的最大功率追踪控制，DC-AC逆变器主要实现维持直流母线电压恒定和逆变并网；

直流电容电压控制在检测到频率信号后，与电网频率额定值做差，得到频率偏差信号，频率偏差信号经过增益系数为的比例控制器和上下限分别为和限幅环节，得到电容直流电压改变值，并附加到直流母线电压当前实际值，得到新的直流母线电压参考值；

减载控制根据光照E和温度T的监测信息，通过试错法不断调整光伏阵列出口电压和光伏系统输出功率，分别得到光照E、温度T偏离标准条件STC时为达到所需减载水平的DC-DC变流器侧电容C₁的直流母线电压改变值，和并制作查找表，在时变光照和温度环境下利用查表法由公式计算为实现减载光伏阵列出口电压改变值，实现光伏减载运行，从而获得一部分备用功率；

有功功率-频率下垂控制将频率偏差信号经过下垂系数为的比例控制环节，其中值与光伏系统当前时刻的备用功率成正比，得到所需的有功功率增/减量的标幺值，再与光伏系统额定有功功率相乘得到有功功率增/减量的有名值，经过PI控制器得到参与频率调节所需的光伏阵列出口电压改变值，设置其上下限为和，与相加得到光伏阵列出口电压改变值，并附加到最大功率追踪点电压，得到新的光伏阵列出口电压参考值。

2.根据权利要求1，所述的三相两级式光伏系统参与电网频率调节的协调控制方法，其特征在于，将直流电容电压控制模块引入光伏系统的DC-AC逆变器侧，根据常规同步机组的转子运动方程建立电网频率偏差与直流电容电压偏差的比例关系，使直流电容根据得到的电压参考值吸收或释放电能为电网提供频率支撑。

3.根据权利要求1，所述的三相两级式光伏系统参与电网频率调节的协调控制方法，其特征在于，在光伏系统DC-DC变流器侧引入减载控制，减载控制的运行通过提高光伏阵列出口电压实现，在时变光照和温度条件下光伏阵列出口电压高于最大功率追踪电压的偏差值根据光照和温度的监测信息由公式计算。

4.根据权利要求1，所述的三相两级式光伏系统参与电网频率调节的协调控制方法，其特征在于，在光伏系统DC-DC变流器侧引入变系数的有功功率-频率下垂控制，其中下垂系数与光伏系统当前备用功率成正比，当前备用功率值可根据光伏系统的实际有功功率输出值由公式实时计算，其中为减载策略启动时的光伏系统输出功率，即为光伏系统的额定输出功率，为最大下垂系数，为最小下垂系数。

5.根据权利要求1，所述的三相两级式光伏系统参与电网频率调节的协调控制方法，其特征在于，在检测电网频率变化时，直流电容电压控制和有功功率-频率下垂控制能同时提供频率支撑，其中直流电容电压控制模拟了常规同步机组的惯量响应，有功功率-频率下垂控制模拟了常规同步机组的一次调频，使三相两级式光伏系统具有类似常规同步机组的调频能力，提高了电网频率稳定性。