CN104104090B - 一种基于dstatcom群协调控制的光伏低电压穿越方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越方法，用于解决故障情况下光伏脱网运行及故障恢复后并网对电网冲击。该方法的具体步骤如下：首先根据光伏的输出功率与其端电压的关系，调节故障情况下光伏的端端电压输出从而控制光伏的输出功率并稳定直流侧电容的电压，使故障情况下光伏运行于DSTATCOM状态；接着根据装置的最大无功容量整定各个DSTATCOM的调节斜率，合理分配各个装置的无功输出；最后在电网基准电压基础之上加入比例增益作为负反馈，构成DSTATCOM新的电压参考值，建立基于斜率协调控制的DSTATCOM控制策略。

Description

一种基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越方法

技术领域

本发明涉及电力系统领域，更具体地，涉及一种基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越方法。

背景技术

2013年政府密集推出的一系列光伏扶持政策，14年的政策继续延续13年大力扶持的基调，光伏产业下游高增长确定性进一步增强。目前光伏电站分二种：大型地面电站(西部较多)与分布式电站(东部较多)，两者各有优劣，2014年国家的正式发展规划是分布式8GW，地面6GW。分布式由于靠近用电端易于就近消纳而受到国家的重视，东部始终是用电的最大需求端、为了缓和西电东送的成本，在东部发展分布式的趋势不可阻挡，政府对分布式的支持也有持续性，国家将加大目前对分布式电站的扶持力度。

随着分布式光伏的接入配网，光伏发电的发展也给电力系统带来许多新的问题，其中无功电压问题就是最重要的问题之一。所以，目前在光伏电站的并网点装设电容或者SVC装置以补偿光伏电站的无功需求，但机械式投切和晶闸管投切速度慢，而且不能实现连续调节以满足电力系统的无功需求。然而，随着FACTS装置的发展，柔性交流输电以其响应速度快，无机械投切部件等优点，实现对系统的电压、线路阻抗、相角和潮流的连续调节控制，提供线路的输送能力和系统的稳定性。而FACTS家族中基于变流器并联补偿装置的低压静止同步补偿器(DSTATCOM)装置以其体积小，调节速度快，变流器的工作范围大，输出的电流独立于电压，因此在配电系统越来越广泛应用。

实际运行系统当中，光伏并网无功电压问题最严峻的当属电网故障情况下光伏的低电压穿越，对于光伏在电网故障情况下光伏如何不脱网运行并为电网提供无功支撑以实现低电压穿越是光伏并网之后不可避免必将面临的问题。

然而，目前很多关于光伏低电压的文献研究认为在很大程度上类似永磁风机发电的低电压穿越，因此认为很多基于永磁风机的低电压穿越控制策略可以应用到光伏的低电压穿越控制当中，如双环控制、无功发生控制、前馈控制及储能控制等。但是，将风电的低电压控制策略应用到光伏的低电压控制，存在以下两个问题：1.光伏发电具有本身独特的特点，没必要照搬风机的低电压控制策略，因为引入风机的低电压控制策略，必然增加了昂贵的硬件设备以及复杂的控制策略；2.控制策略相对复杂，而传统的PI调节器调节速度对系统工作点以及调节参数依赖性很强，复杂的控制策略将影响系统响应速度。

光伏发电具有本身独特的特点，并不像风机具有很大的惯性，所以不必照搬风机的低电压控制策略，因此根据光伏的自身的特点，提出适合光伏的低电压控制策略并适用实际工程应用的方法是非常有必要的。

在电网故障情况下，光伏运行于DSTATCOM工况以向电网提供无功支撑电网电压恢复，但电网故障情况光伏转换为DSTATCOM运行工况与并网点的DSTATCOM构成多个无功补偿装置为电网提供无功支撑，多个无功补偿装置同时运行可能存在以下两个问题：1.无功补偿装置之间存在无功互补问题，形成无功环流；2.额定容量不同的无功补偿装置之间无功出力不协调，即额定容量小的无功补偿装置频繁运行于无功极限，而额定容量大的无功补偿设备却承担较小的无功出力。

发明内容

本发明针对电网故障情况下光伏脱网运行以及故障切除后重新并网对电网的冲击，提出了一种基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越方法，该方法是电网故障情况下，光伏转化运行工况运行于DSTATCOM状态，并与光伏并网点的DSTATCOM在无需通信的情况下协调控制，共同分担故障情况下电网的无功需求支撑电网电压是实现光伏的低电压穿越，从而达到实际工程运用要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越方法，包括步骤：

S1.根据光伏的输出功率与电压之间的关系，调节故障情况下光伏的输出电压，从而减少光伏的有功功率的输出，并稳定直流侧电容电压，使得故障情况下光伏运行于DSTATCOM状态，具体如下：

根据光伏输出的电流与电压的关系式如式(1)，得到光伏输出功率与电压之间的关系，

式中，I_ph为光电流；I_o为光伏电池中二极管的反向饱和电流；q为电子电荷(1.6*1019C)；K为波尔兹曼常数(1.38*10^-23J/K)；T为绝对温度；A为二极管因子；R_s为串联电阻；R_sh为并联电阻；

由式(1)可得出光伏的功率电压即V-I特性，由其输出特性可知，调节光伏输出的端电压，进而可以调节光伏输出的有功功率。因此根据光伏的功率电压特性可知，故障情况下，提高光伏的输出电压值到U_pvf，进而减少其有功输出，避免电流过大损坏逆变，并且稳定直流侧电容的电压U_cf，使得故障情况下光伏运行DSTATCOM状态。

S2.故障情况下，光伏运行于DSTATCOM工况，与光伏并网点的DSTATCOM共同为电网提供无功支撑，实现光伏的低电压穿越，DSTATCOM之间协调控制根据DSTATCOM的电压与无功电流之间的关系及装置的最大无功容量整定各个DSTATCOM的调节斜率，合理分配各个装置的无功输出，具体如下：

21)斜率的引进

在许多实际应用中，DSTATCOM并不是作为一个理想的电压调节器来使用的，而是允许输出端电压随着输出电流成一定比例的变化，即DSTATCOM的输出无功根据系统电压的变化采用斜线控制。引入斜率k之后，对静止无功补偿器的有效参考电压值进行如下调整式(2)：

式中，为静止补偿器的有效参考电压；U_ref为基准电压；I_Q为补偿器输出电流；k为DSTATCOM的调节斜率；I_Q电流的极性与电流的性质相关，容性电流为负，感性电流为正；

22)各个DSTATCOM的无功分配方法

当电网发生故障时，光伏转为DSTATCOM控制模式，对系统的电压恢复起到支持作用，此时整个光伏电站相当于一个DSTATCOM群，共同发出无功功率，实现相同目标的电压控制，因此对包含多个DSTATCOM的无功补偿装置群U-I特性曲线进行合成，由电流的调差特性可知，多个补偿器的U-I合成曲线也是连续的，尽管它们的参考值略有差别。设n个DSTATCOM的U-I特性曲线对应的方程如式(3)：

式中，k₁,k₂...k_n为各个DSTATCOM的U-I特性曲线的斜率，U_ref为参考电压值，y₁,y₂...y_n为各个DSTATCOM的实际电压参考值；

令特性曲线的纵坐标(目标电压)相等，即y₁＝y₂＝...＝y_n，将横坐标相加，就得到多个补偿器U-I特性的合成曲线；

对合成后的曲线分析可知：合成曲线的线性运行范围是各个曲线线性运行范围的和。将y＝U代入式(3)，可得各个DSTATCOM各自的无功电流输出如式(4)

式中，I₁、I₂…I_n为各个DSTATCOM输出的无功电流；

由式(4)可知，为把电压稳定在U值，由多个DSTATCOM构成的混合无功补偿系统中无功电流的分配与控制器的斜率相关。只要对控制器的斜率合理取值，就能实现无功的合理分配。

23)多个DSTATCOM协调运行的斜率整定

多个DSTATCOM实现相同目标的电压控制，即式(4)中的电压值U相等，因此可得到式(5)：

U＝k₁I₁+U_ref＝k₂I₂+U_ref＝…＝k_nI_n+U_ref (5)

为把系统电压稳定在U，可得式(6)

k₁I₁＝k₂I₂＝…＝k_nI_n (6)

由式(6)可得DSTATCOM投入的容量与它们各自的斜率成反比，与各自的最大无功容量成正比，即如式(7)：

S3.由步骤S2整定出的DSTATCOM调节斜率得到无功装置的比例增益，并在电网基准电压基础之上加入比例增益作为负反馈，构成DSTATCOM新的电压参考值，从而建立斜率协调控制的DSTATCOM控制策略，具体如下：

DSTATCOM电压控制器由内环控制器和外环控制器两部分组成。外环控制器输出的控制信号作为内环控制器所需的无功和有功电流(或无功和有功功率)的参考值。内环控制器产生一个同步驱动信号，以便在逆变器无功及有功指令之间实现解耦控制，实现快速控制电流的目的。

直流侧电容电压给定值与实际值比较后的差值经PI控制器形成有功电流参考信号网侧电压实际值与斜率调节后DSTATCOM新的电压参考值比较后的差值经PI控制器形成无功电流参考信号经DSTATCOM内环控制器和dq反变换后形成三相电压参考信号，通过PWM发生电路产生PWM脉冲，驱动IGBT功率器件。

电网故障情况下光伏的低电压穿越控制方法以及多个DSTATCOM的协调控制方法，特别适用于电网故障情况，解决光伏脱网运行，从而避免从新并网对电网造成巨大的冲击，使得电网故障情况下多个无功补偿装置协调出力共同承担电网无功需求；本发明的方法还能有效避免无功装置之间形成无功环流，或者避免额定容量不同的无功补偿装置无功出力不协调。

附图说明

图1为本发明的基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越仿真模型。

图2为故障情况下光伏与DSTATCOM的控制策略切换

图3为光伏的输出特性。

图4为三种不同情况下光伏并网点电压。

图5为三种不同情况下直流侧电容电压。

图6为三种不同情况下光伏输出功率。

图7为三种情况下低电压穿越时DSTATCOM的无功出力。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

以下对如附图1算例模型进行实例分析，其中额定容量为3MW的光伏系统的出口电压为0.4kV，经升压变0.4/10kV，通过长1km型号为LGJ-150的线路接入10kV配网，同时在光伏的并网点并联额定容量1.5MVar的DSTATCOM无功补偿装置，仿真过程中，光伏板的温度为50℃，照度为606，线路的末端于第5S发生中性点经小电阻三相接地短路，经0.75S之后故障切除。

一种基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越方法具体包括以下步骤：

S1.根据光伏的输出功率与电压之间的关系，调节故障情况下光伏的输出电压，从而减少光伏的有功功率的输出，并稳定直流侧电容电压，使得故障情况下光伏运行于DSTATCOM状态，具体如下：

根据光伏输出的电流与电压的关系式如式(1)，得到光伏输出功率与电压之间的关系，

式中，I_ph为光电流；I_o为光伏电池中二极管的反向饱和电流；q为电子电荷(1.6*1019C)；K为波尔兹曼常数(1.38*10^-23J/K)；T为绝对温度；A为二极管因子；R_s为串联电阻；R_sh为并联电阻；

由式(1)可得出光伏的功率电压即V-I特性如附图2所示，由其输出特性可知，调节光伏输出的端电压，进而可以调节光伏输出的有功功率。因此根据光伏的功率电压特性可知，故障情况下，提高光伏的输出电压值到U_pvf，进而减少其有功输出，避免电流过大损坏逆变，并且稳定直流侧电容的电压U_cf如附图3所示，使得故障情况下光伏运行DSTATCOM状态。

S2.故障情况下，光伏运行于DSTATCOM工况，与光伏并网点的DSTATCOM共同为电网提供无功支撑，实现光伏的低电压穿越，DSTATCOM之间协调控制根据DSTATCOM的电压与无功电流之间的关系及装置的最大无功容量整定各个DSTATCOM的调节斜率，合理分配各个装置的无功输出，具体如下：

21)斜率的引进

在许多实际应用中，DSTATCOM并不是作为一个理想的电压调节器来使用的，而是允许输出端电压随着输出电流成一定比例的变化，即DSTATCOM的输出无功根据系统电压的变化采用斜线控制。引入斜率k之后，对静止无功补偿器的有效参考电压值进行如下调整式(2)：

式中，为静止补偿器的有效参考电压；U_ref为基准电压；I_Q为补偿器输出电流(电流的极性与电流的性质相关，容性电流为负，感性电流为正)；k为DSTATCOM的调节斜率；

22)各个DSTATCOM的无功分配方法

当电网发生故障时，光伏转为DSTATCOM1控制模式，设为DSTATCOM1对系统的电压恢复起到支持作用，光伏并网点的DSTATCOM设为DSTATCOM2，此时整个光伏电站相当于一个DSTATCOM群，共同发出无功功率，实现相同目标的电压控制，对经过斜率调节的混合无功补偿系统的线性运行范围进行分析：令发明内容中式4中x＝I_(STAT1)max，得式(3)

y＝k_STAT1I_(STAT1)max+U_ref (3)

由此可得式(4)：

I_{(STAT1+STAT2)Cmax}即为DSTATCOM1和DSTATCOM2混合无功补偿系统的最大容性运行点；同理可求得DSTATCOM1和DSTATCOM2混合无功补偿系统的最大感性运行点如式(5)：

可得DSTATCOM1和DSTATCOM2运行在线性区域且不发生耦合的区间如式(6)：

23)双DSTATCOM协调运行的斜率整定

当混合无功补偿系统中的一个装置运行在其容量的临界点时，希望另外一个无功补偿装置也恰好运行在其无功容量的临界点，这样可实现混合装置的线性运行范围最大化，使混合装置在[-(I_STAT1max+I_STAT2max),(I_STAT1max+I_STAT2max)]范围内线性运行，因此可令

得式(8)

即DSTATCOM1与DSTATCOM2的斜率整定规则为：无功容量不同的DSTATCOM1和DSTATCOM2，各自斜率的大小与其最大补偿容量成反比；

由于光伏的额定容量为3MW，电网故障情况下，光伏不发有功并且转换为DSTATCOM工况，所以此时由光伏转化为DSTATCOM1的额定容量为3MVar，而DSTATCOM2的额定容量为1.5MVar，DSTATCOM2允许有3％的电压波动，即k2＝0.03，假设由光伏转化为DSTATCOM的调节斜率为k1，由斜率整定可知，k1/k2＝1.5/3，此时k1＝0.015。

S3.由步骤A2整定出的DSTATCOM调节斜率，得到无功装置的比例增益，并在电网基准电压基础之上加入比例增益作为负反馈，构成DSTATCOM新的电压参考值，从而建立斜率协调控制的DSTATCOM控制策略，具体如下：

DSTATCOM电压控制器由内环和外环两部分组成。外环控制器输出的控制信号作为内环控制器所需的无功和有功电流(或无功和有功功率)的参考值。内环控制器产生一个同步驱动信号，以便在逆变器无功及有功指令之间实现解耦控制，实现快速控制电流的目的；

直流侧电容电压给定值与实际值比较后的差值经PI控制器形成有功电流参考信号网侧电压实际值与斜率调节后DSTATCOM新的电压参考值比较后的差值经PI控制器形成无功电流参考信号经DSTATCOM内环控制器和dq反变换后形成三相电压参考信号，通过PWM发生电路产生PWM脉冲，驱动IGBT功率器件。，通过PWM发生电路产生PWM脉冲，驱动IGBT功率器件，光伏控制策略切换到DSTATCOM控制策略的具体控制策略框图如附图2；

下面将针对三种情况进行仿真比较：1.故障情况下，光伏并网点既没有并入DSTATCOM，光伏也没有发出无功功率支撑电网电压；2.故障情况下，光伏并网点并入DSTATCOM，但光伏并没有发出无功功率支撑电网电压；3.故障情况下，光伏并网点并入DSTATCOM，光伏运行状态转化为DSTATCOM状态，并采用本专利提出基于DSTATCOM群协调控制策略。其中，图3为是光伏的输出V-I特性，并得到三种不同情况下光伏并网点电压、直流侧电容电压、光伏输出功率和低电压穿越DSTATCOM的出力，具体如图4、5、6和7所示。图4至图6无DST、并DST和DST群控分别对应着以上三种情况；

由图4至图6可以看出：

1.无并联DSTATCOM情况下：

在第5S发生三相故障时，并网点电压发生骤降，并网点电压几近为0，光伏的有功输出由故障前1.5MW减少0.4MW，但光伏发出的功率输送不出去，也由此导致逆变器直流侧电压有0.6kV升高0.9kV；此时如果是大容量的光伏电站，将有可能导致电网的不稳定，而且在故障切除后，对电网的冲击将是非常大，由此将产生一系列危及电网安全的问题；

因此，必须在光伏的并网点装设无功补偿装置，以应对电网各种不正常情况下的无功需求；

2.并联DSTATCOM情况下：

在第5S时线路发生三相短路，由图7可看出，DSTATCOM快速响应电网的无功需求，在故障情况向系统提供1.25MVar左右的无功支撑，使得光伏并网点电压维持在4.4kV左右，较无并DSTATCOM提供无功支撑时的并网点电压提高4.4kV左右；因此，并入DSTATCOM之后，有助于在电网电压恢复，使光伏不脱网运行；随着并网点电压的提高，光伏的输出功率也提高了，尽管如此，光伏最大功率跟踪输出电压并未能跟踪到功率最大点电压，即光伏未能达到最大输出功率，由无并DSTATCOM的情况下发出0.4MW有功左右提高到1MW左右，但实际上，光伏并未能将所发出的功率全部输送到电网，因此也就导致了直流侧电压立刻提高到0.95kV；

另外，由于DSTATCOM的额定容量只有1.5MVar，此时的DSTATCOM将运行于极限状态，也就是在光伏未能提供系统支撑的情况下，如果无功补偿装置的补偿容量有限，无功补偿设备将有可能运行于极限状态，设备的长时间运行极限状态将会影响设备的寿命；

因此，故障情况下，应当调节光伏的有功输出，避免直流侧电容过高损坏逆变器，而且必要情况下向电网提供无功支撑电网电压恢复；

3.PV运行DSTATCOM工况，DSTATCOM群控情况下：

由图3光伏的输出特性可知，增大光伏的输出电压，可以减少光伏的输出功率，因此，先将直流侧的电容电压稳定在合理范围之内，通过调节Boost变换器的占空比，从而调节光伏的端电压，进而调节光伏的输出功率。由图5和图7可知，通过改变占空比之后，光伏输出功率为0，对应图3光伏的端电压0.63kV，此时，直流侧电容电压为0.76kV；

由图7可知，电网故障情况下，光伏转换运行工况运行于DSTATCOM状态，其无功出力为0.98MVar左右，而并网点的DSTATCOM出力由无协调控制下的1.25MVar降到0.48MVar左右，基本实现了能够按DSTATCOM的额定容量进行无功分配，共同承担电网所需的无功需求，同时，光伏并网点由原来无协调控制下的4.4kV提升到5.7kV；由此，DSTATCOM群协调控制下，各个DSTATCOM能够根据自身的容量提供无功需求，从而能够更好的实现电网故障下光伏低电压穿越。

因此，一种基于DSTATCOM群协调控制的光伏控制策略进行仿真验证，仿真结果表明故障情况下，在该整定斜率调节下的无功分配方式无疑是比较合理的，光伏与DSTATCOM能够协调发出无功，共同承担电网的无功需求，实现光伏的低电压穿越。这种无功协调控制方法简单，不需要控制器间实时通讯，增强系统的可靠性，还可实现混合系统线性运行范围的最大化，满足工程需要。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据光伏输出功率与其输出端电压的关系，调节控制故障情况下光伏的输出端电压，从而控制其有功功率并稳定直流侧电容的电压，使故障情况下光伏运行于DSTATCOM状态；

(2)根据DSTATCOM装置的有效电压参考值与无功电流之间的关系，得到各个DSTATCOM装置的最大无功容量与各个DSTATCOM装置的U-I特性曲线的调节斜率的关系，通过各个DSTATCOM装置的最大无功容量整定各个DSTATCOM装置的U-I特性曲线的调节斜率，分配各个DSTATCOM装置的无功电流；

(3)由步骤(2)整定出的DSTATCOM装置的U-I特性曲线的调节斜率得到DSTATCOM装置的比例增益，并在电网基准电压基础之上加入比例增益作为负反馈，构成DSTATCOM装置新的有效电压参考值，建立斜率协调控制的DSTATCOM控制策略。

2.根据权利要求1所述的基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越方法，其特征在于，步骤(1)中根据光伏输出功率与其输出端电压的关系，调节控制故障情况下光伏的输出端电压，从而控制其有功功率并稳定直流侧电容的电压，使故障情况下光伏运行于DSTATCOM状态，具体如下：

根据光伏输出的电流与电压的关系式(1)，从而得到光伏输出功率与电压之间的关系，

$I=I_{ph}-I_o\{\exp \[\frac{q(U+{\mathrm{IR}}_s)}{AKT}\]-1\}-\frac{U+{\mathrm{IR}}_s}{R_{sh}}---\left(1\right)$

式中，I_ph为光电流；I_o为光伏电池中二极管的反向饱和电流；q为电子电荷；K为波尔兹曼常数；T为绝对温度；A为二极管因子；R_s为串联电阻；R_sh为并联电阻；

由式(1)能够得出光伏的U-I特性，由U-I特性知，调节光伏输出端电压，能够调节光伏输出的电流，进而能够调节光伏输出的有功功率；

因此根据光伏的U-I特性可知，故障情况下，提高光伏的输出端电压到U_pvf，能够减少光伏输出的有功功率，避免电流过大损坏逆变，并且稳定直流侧电容的电压U_cf，使得故障情况下光伏运行DSTATCOM状态。

3.根据权利要求2所述的基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越方法，其特征在于，故障情况下，光伏运行于DSTATCOM工况，与光伏并网点的DSTATCOM装置共同为电网提供无功支撑，实现光伏的低电压穿越，DSTATCOM装置之间协调控制根据DSTATCOM装置的有效电压参考值与无功电流之间的关系，得到DSTATCOM装置的最大无功容量与各个DSTATCOM装置的调节斜率关系，通过各个DSTATCOM装置的最大无功容量整定各个DSTATCOM装置的调节斜率，合理分配各个装置的无功输出，具体如下：

31)斜率的引进

DSTATCOM装置的无功电流根据系统电压的变化采用斜线控制，引入DSTATCOM装置的U-I特性曲线的调节斜率k，对DSTATCOM装置的有效参考电压值进行如下调整式(2)：

$U_{ref}^{*}=U_{ref}-{\mathrm{kI}}_Q---\left(2\right)$

式中，为DSTATCOM装置的有效参考电压；U_ref为基准电压；I_Q为DSTATCOM装置输出电流；k为DSTATCOM装置的U-I特性曲线的调节斜率；

32)各个DSTATCOM装置的无功分配方法

当电网发生故障时，光伏转为DSTATCOM控制模式，对系统的电压恢复起到支持作用，此时整个光伏电站相当于一个DSTATCOM群，共同发出无功功率，实现相同目标的电压控制，因此对包含多个DSTATCOM装置的DSTATCOM群U-I特性曲线进行合成，由电流的调差特性可知，多个DSTATCOM装置的U-I合成曲线也是连续的；设n个DSTATCOM装置的U-I特性曲线对应的方程如式(3)：

$\left\{\begin{array}{c}{y}_1=k_{1}x+U_{ref}\\ y_2=k_{2}x+U_{ref}\\ ...\\ y_n=k_{n}x+U_{ref}\end{array}\right.---\left(3\right)$

式中，k₁,k₂...k_n为各个DSTATCOM装置的U-I特性曲线的斜率，U_ref为基准电压，y₁,y₂...y_n为各个DSTATCOM装置的实际电压参考值；

令特性曲线的纵坐标，即目标电压相等，即y₁＝y₂＝...＝y_n，将横坐标相加，就得到多个DSTATCOM装置U-I特性的合成曲线；

对合成后的曲线分析可知：合成曲线的线性运行范围是各个曲线线性运行范围的和；将y＝U代入式(3)，得各个DSTATCOM装置各自的无功电流输出如式(4)

$\left\{\begin{array}{c}{I}_1=\frac{U-U_{ref}}{k_1}\\ I_2=\frac{U-U_{ref}}{k_2}\\ \mathrm{...}\\ I_n=\frac{U-U_{ref}}{k_n}\end{array}\right.---\left(4\right)$

式中，I₁、I₂…I_n为各个DSTATCOM装置输出的无功电流；

由式(4)可知，为把电压稳定在U值，由多个DSTATCOM装置构成的混合无功补偿系统中无功电流的分配与控制器的DSTATCOM装置的U-I特性曲线的调节斜率相关；只要对DSTATCOM装置的U-I特性曲线的调节斜率合理取值，就能实现无功电流的合理分配；

33)多个DSTATCOM装置协调运行的斜率整定

多个DSTATCOM装置实现相同目标的电压控制，即式(4)中的电压值U相等，因此得到式(5)：

U＝k₁I₁+U_ref＝k₂I₂+U_ref＝…＝k_nI_n+U_ref (5)

为把系统电压稳定在U，得式(6)

k₁I₁＝k₂I₂＝…＝k_nI_n (6)

由式(6)得DSTATCOM装置投入的容量与DSTATCOM装置的U-I特性曲

线的调节斜率成反比，与各自的最大无功容量成正比，即如式(7)：

$\frac{I_1}{I_2}=\frac{k_2}{k_1}=\frac{I_{1max}}{I_{2max}}---\left(7\right).$

4.根据权利要求3所述的基于DSTATCOM群协调控制的光伏低电压穿越方法，其特征在于，根据整定出的DSTATCOM装置的U-I特性曲线的调节斜率，得到DSTATCOM装置的比例增益，并在电网基准电压基础之上加入比例增益作为负反馈，构成DSTATCOM装置新的有效电压参考值，从而建立斜率协调控制的DSTATCOM控制策略，具体如下：

DSTATCOM电压控制器由内环控制器和外环控制器两部分组成，外环控制器输出的控制信号作为内环控制器所需的无功和有功电流或无功和有功功率的参考值；内环控制器产生一个同步驱动信号，用于在逆变器无功及有功之间实现解耦控制，实现快速控制电流的目的；

直流侧电容电压给定值与实际值比较后的差值经PI控制器形成有功电流参考信号网侧电压实际值与斜率调节后DSTATCOM新的有效电压参考值比较后的差值经PI控制器形成无功电流参考信号经DSTATCOM内环控制器和dq反变换后形成三相电压参考信号，通过PWM发生电路产生PWM脉冲，驱动IGBT功率器件。