CN104104104A - 光伏逆变器在发电模式与svg模式之间的自动切换方法 - Google Patents

光伏逆变器在发电模式与svg模式之间的自动切换方法 Download PDF

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万学维
黄慧金
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    • Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]

Abstract

本发明公开一种光伏逆变器在发电模式与SVG模式之间的自动切换方法，包括步骤：在持续时长T，当光伏逆变器的输入有功功率或输出有功功率不大于阀值PinT且光伏逆变器的输入电压不大于阀值VinT时切换至SVG模式：使MPPT控制器关闭有功功率的最大功率寻优功能，将光伏逆变器的母线电压给定值得逐步增大至VTargetn，并将光伏逆变器的无功电流给定值逐步增加至电站要求的无功电流设定值；当光伏逆变器工作在SVG模式下时，若光伏逆变器的输入有功功率或输出有功功率高于阀值PinT，则光伏逆变器自动退出夜间SVG模式，由MPPT控制器开启有功功率的最大寻优功能，进入日间正常发电模式。本发明无需增加无功补偿装置，实现方法简单且实现成本较低。

Description

光伏逆变器在发电模式与SVG模式之间的自动切换方法
技术领域
本发明涉及一种光伏逆变器的控制技术，尤其是涉及一种光伏逆变器在发电模式与SVG模式之间的自动切换方法。
背景技术
电网中的电力负载如电动机、变压器等大部分属于感性负载，在运行过程中需要向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功功率补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负载提供、由线路输送的无功功率，由于减少二来无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。
目前，很多光伏电站的无功补偿尤其是在夜间进行无功补偿时仍需采用传统的电容补偿方式，此种方式需要增加无功补偿装置的投资，实现成本较高。
发明内容
本发明提出一种光伏逆变器在发电模式与SVG模式之间的自动切换方法，以解决目前光伏逆变器实现SVG功能时使用无功补偿装置具有实现成本高的技术问题。
本发明采用如下技术方案实现：一种光伏逆变器在发电模式与SVG模式之间的自动切换方法，其包括步骤：
在持续时长T，当光伏逆变器的输入有功功率或输出有功功率不大于阀值PinT且光伏逆变器的输入电压不大于阀值VinT时，使光伏逆变器的工作状态切换至SVG模式：使MPPT控制器关闭有功功率的最大功率寻优功能，将光伏逆变器的母线电压给定值得逐步增大至VTargetn，并将光伏逆变器的无功电流给定值逐步增加至电站要求的无功电流设定值；
当光伏逆变器工作在SVG模式下时，若光伏逆变器的输入有功功率或输出有功功率高于阀值PinT，则光伏逆变器自动退出夜间SVG模式，由MPPT控制器开启有功功率的最大寻优功能，进入日间正常发电模式。
其中，选取光伏逆变器输出额定功率的0-1%作为阀值PinT。
其中，以光伏逆变器的并网电压的峰值加上10-50V后的结果作为光伏逆变器的输入电压的阀值VinT。
其中，持续时长T为30S-300S。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明能充分利用光伏逆变器夜间不发电时进入SVG模式，无需增加无功补偿装置，同时还能实现正常发电模式与SVG模式的自动转换，实现方法简单且实现成本较低。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2是日间正常发电模式下光伏逆变器的控制示意图；
图3是夜间SVG模式下光伏逆变器的控制示意图。
具体实施方式
附图及说明书中提到的符号含义如下：
Vpv：光伏板组串的输出电压
Ipv：光伏板组串的输出电流
VTargetd：发电模式下MPPT控制寻优的电压给定值
Vbus：直流母线电压
Ipref：并网电流有功分量给定值
Ip：并网电流有功分量
Iqref：并网电流无功分量给定值
Iq：并网电流无功分量
PWM：脉宽调制
光伏逆变器夜间处于闲置状态，但在夜间电网会有无功补偿的需求。为了充分利用光伏逆变器，可以在夜间使用光伏逆变器为电网实时补充无功功率，实现夜间静止无功发生器(SVG，Static Var Generator)功能。因此，本发明给出了一种转换方法，采用这种方法可实现光伏逆变器白天自动转为正常发电，而夜间自动转换为夜间SVG功能。
由于光伏逆变器进入夜间时，其直流输入功率降为零附近，其母线电压也因MPPT（Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪）控制器的作用会降得很低，因而可据此判断进入了夜间。当进入夜间后，可根据用户所设的无功功率值进行无功功率调节，从而实现夜间SVG功能。当进入白天后，其直流输入功率会升高至一定值，就自动退出夜间SVG功能，进入正常发电模式。
结合图1、图2和图3所示，以单级变换逆变器为例，进一步描述本发明的具体实现方法。本实施例具体包括如下实现步骤：
步骤S1、判断光伏逆变器是否达到正常发电模式切换至SVG模式的切换条件，若是，转入步骤S2。
进入夜间时，光伏板组串的输出功率，即光伏逆变器的输入功率在零附近。因此，一般选取光伏逆变器输出额定功率的0-1%作为阀值PinT，当光伏逆变器的输入有功功率或输出有功功率不大于阀值PinT时，可作为光伏逆变器由发电模式切换至SVG模式进入夜间的第一切换条件。
另外，进入夜间时，光伏板组串的输出电压Vpv，即光伏逆变器的输入电压会降低。一般情况下，以光伏逆变器的并网电压的峰值加上10-50V后的结果作为光伏逆变器的输入电压的阀值VinT，若光伏逆变器的输入电压不大于阀值VinT时，可作为光伏逆变器由发电模式切换至SVG模式进入夜间的第二切换条件。
再者，必须在一个持续时长T（比如T为30S-300S）内，同时满足上述第一切换条件和第二切换条件，才可以确认光伏逆变器达到正常发电模式切换至SVG模式的切换条件。即，在30S-300S内持续确认光伏逆变器的输入有功功率或输出有功功率低于阀值PinT且光伏逆变器的输入电压低于阀值VinT时才能判断光伏逆变器达到正常发电模式切换至SVG模式的切换条件。
步骤S2、当光伏逆变器达到正常发电模式切换至SVG模式的切换条件时，MPPT控制器关闭有功功率的最大功率寻优功能。
步骤S3、将光伏逆变器的母线电压给定从原来日间正常发电时的MPPT控制器输出的电压给定值VTargetd以隔一段时间增加几伏特的方式逐步增加至VTargetn，如图2所示，VTargetn与Vbus的偏差经过第一调节器调节后作为电流环的有功分量给定Ipref，Ipref与Ip的偏差通过第二调节器调节后用于后续的PWM发波模块，通过该闭环控制即可控制母线电压稳定在VTargetn。其中，VTargetn应大于输出最大无功功率时所需的最低母线电压值，一般取电网电压峰值电压与输出最大无功功率时逆变器输出回路阻抗上的压降之和再加上10－50V作为VTargetn。
步骤S4、使光伏逆变器的无功电流给定以隔一段时间增加几安培的方式逐步增加至电站要求的无功电流设定值Iqref（一般通过通讯方式也可通过其他方式设定），如图3所示，Iqref与Iq的偏差经过第二调节器调节后用于后续的PWM发波模块，通过该闭环控制即可实现实时控制光伏逆变器的输出无功功率至电站要求的设定值Iqref，进入SVG模式，实现夜间SVG功能。
步骤S5、判断光伏逆变器进入夜间的输入有功功率或输出有功功率是否高于阀值PinT，若是，转入步骤S6。
步骤S6、自动退出夜间SVG模式，由MPPT控制器开启有功功率的最大寻优功能，进入日间正常发电模式。
综上，本发明能充分利用光伏逆变器夜间不发电时进入SVG模式，无需增加无功补偿装置，同时还能实现正常发电模式与SVG模式的自动转换，实现方法简单且实现成本较低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.光伏逆变器在发电模式与SVG模式之间的自动切换方法，其特征在于，包括步骤：
在持续时长T，当光伏逆变器的输入有功功率或输出有功功率不大于阀值PinT且光伏逆变器的输入电压不大于阀值VinT时，使光伏逆变器的工作状态切换至SVG模式：使MPPT控制器关闭有功功率的最大功率寻优功能，将光伏逆变器的母线电压给定值得逐步增大至VTargetn，并将光伏逆变器的无功电流给定值逐步增加至电站要求的无功电流设定值；
当光伏逆变器工作在SVG模式下时，若光伏逆变器的输入有功功率或输出有功功率高于阀值PinT，则光伏逆变器自动退出夜间SVG模式，由MPPT控制器开启有功功率的最大寻优功能，进入日间正常发电模式。
2.根据权利要求1所述光伏逆变器在发电模式与SVG模式之间的自动切换方法，其特征在于，选取光伏逆变器输出额定功率的0-1%作为阀值PinT。
3.根据权利要求1所述光伏逆变器在发电模式与SVG模式之间的自动切换方法，其特征在于，以光伏逆变器的并网电压的峰值加上10-50V后的结果作为光伏逆变器的输入电压的阀值VinT。
4.根据权利要求1所述光伏逆变器在发电模式与SVG模式之间的自动切换方法，其特征在于，持续时长T为30S-300S。
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