CN104868502A - 一种适用于微电网的分布式光伏逆变器控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用于微电网的分布式光伏逆变器控制方法，属于光伏逆变器控制方法技术领域。分布式光伏逆变器采用电压控制方式，分布式光伏逆变器采用DC/DC加DC/AC双极结构，DC/DC稳定直流电压，可根据电压指令，与实际采集到的直流侧电压进行比较控制DC/DC直流侧电压跟踪给定指令变化。DC/AC部分采用下垂控制方式，分布式光伏逆变器采集电网电压和交流输出电流并计算得到输出有功和无功功率，采用MPPT跟踪环节调节下垂曲线实现对输出有功功率的控制，通过下垂控制产生输出电压控制指令，使得DC/AC输出有功和无功功率与MPPT和下垂控制输出结果一致。本发明使得分布式光伏具备电压幅值和频率调节能力，更利于微电网系统由孤岛向并网时电压同步控制。

Description

一种适用于微电网的分布式光伏逆变器控制方法
技术领域
本发明涉及光伏逆变器控制方法技术领域，特别涉及一种适用于微电网的分布式光伏逆变器控制方法。
背景技术
目前，光伏逆变器普遍应用于大规模光伏电站之中，采用有功和无功功率控制模式，采用直接电流控制方法，其运行控制以电网电压存在为基础，当外部电网发生异常或故障时光伏逆变器停止运行。但是随着配电网中分布式光伏的不断渗透和微电网技术的不断发展，当外部电网发生异常故障时，微电网中分布式光伏和其他供电设备需要相互协调并为微电网系统中负荷持续供电，因此分布式光伏需要具备一定的电压支撑能力，满足微电网系统并网和孤岛稳定运行及平滑切换，当微电网系统中分布式光伏比例很高时，电压支撑能力是分布式光伏必须具备的。而传统有功和无功功率控制模式光伏逆变器需要外部电源提供电压支撑，不能单独运行，不能满足要求。
发明内容
为了解决目前分布式光伏在微电网孤岛运行时电压支撑能力的缺失，同时实现分布式光伏最大功率跟踪等基本功能，本发明提供了一种适用于微电网的分布式光伏逆变器控制方法，可以实现最大功率跟踪，在并网和孤岛均采用电压控制方式，不需要切换控制策略且具备微电网孤岛工况下电压支撑能力，更利于和其他分布式电源协调配合，更利于微网由孤岛向并网切换时电压同步。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种适用于微电网的分布式光伏逆变器控制方法，分布式光伏逆变器采用电压控制方式，分布式光伏逆变器具备电压幅值、频率调节能力和电压支撑能力。
进一步地，分布式光伏逆变器采用DC/DC加DC/AC双极结构，DC/DC稳定直流电压，可根据电压指令，与实际采集到的直流侧电压进行比较控制DC/DC直流侧电压跟踪给定指令变化。
进一步地，分布式光伏逆变器采用DC/DC加DC/AC双极结构，DC/AC部分采用下垂控制方式，采用电压控制方法，分布式光伏逆变器采集电网电压和交流输出电流并计算得到输出有功和无功功率，采用MPPT跟踪环节调节下垂曲线实现对输出有功功率的控制，通过下垂控制产生输出电压控制指令，以电压控制的方式控制DC/AC部分工作，使得DC/AC输出有功和无功功率与MPPT和下垂控制输出结果一致。
本发明和现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明分布式光伏逆变器采用DC/DC加DC/AC双极结构，DC/DC采用直流电压控制方式，其目的是稳定直流电压；DC/AC采用基于下垂电压控制的MPPT(最大功率跟踪)模式，其目的是实现MPPT功能的同时采用电压控制方式，使得分布式光伏逆变器具备电压支撑的能力。并网运行时，分布式光伏逆变器通过MPPT输出结果调节下垂曲线、通过对并网输出电流的控制实现最大功率输出，并网向孤岛发生切换时，控制方式不发生变化，采用电压控制方式，具备一定的电压支撑能力，更利于微电网系统中不同分布式供电电源无功共享。本方法实现简单，设计步骤简单，由于采用基于下垂控制的电压控制方式，在并网状态下实现分布式光伏MPPT输出的同时可以自动调整输出功率，实现对电网电压的友好互动。其次，采用本方法分布式光伏具备电压支撑能力，更利于微电网系统孤岛的控制和对负荷的供电支持。第三，采用本方法的分布式光伏具备电压幅值和频率调节能力，更利于微电网系统由孤岛向并网时电压同步控制。
附图说明
图1是本发明采用的分布式光伏拓扑结构。
图2是本发明DC/DC部分具体控制原理框图。
图3是本发明DC/AC部分具体控制原理框图。
图1中：PV为光伏池板；K为并网开关。
图2中：Udcref为直流侧设定值；Udc为直流电压实际值。
图3中：e为电网电压实际值值；i为分布式光伏输出电流实际值；P为分布式光伏输出有功功率计算值；Q为分布式光伏输出无功功率计算值；Δf为MPPT输出调整下垂曲线指令；Vref为电压调节环节给定指令；Iref为电流调节环节给定指令；Vout为DC/AC输出指令。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
一种适用于微电网的分布式光伏逆变器控制方法，分布式光伏逆变器采用电压控制方式，分布式光伏逆变器具备电压幅值、频率调节能力和一定的电压支撑能力。如图1所示，分布式光伏逆变器分DC/DC和DC/AC两部分。DC/DC部分控制框图如图2所示，分布式光伏逆变器采集直流侧电压Udc，与设定指令Udcref进做差送入PI调节器，经过PI调节器控制DC/DC部分工作，控制直流电压Udc与设定指令Udcref相同。DC/AC部分控制框图如图3所示，分布式光伏逆变器采集电网电压e和交流输出电流I,经过计算得到输出有功功率P和无功功率Q，将有功功率P送入MPPT跟踪环节调节下垂曲线实现对输出有功功率的控制。通过下垂控制产生输出电压控制指令，以电网电压外环和输出电流内环的方式经过PI调节产生输出电压指令Vout控制DC/AC部分工作，使得DC/AC输出有功和无功功率与MPPT和下垂控制输出结果一致。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种适用于微电网的分布式光伏逆变器控制方法，其特征在于：分布式光伏逆变器采用电压控制方式，分布式光伏逆变器具备电压幅值、频率调节能力和电压支撑能力。
2.根据权利要求1所述的一种适用于微电网的分布式光伏逆变器控制方法，其特征在于：分布式光伏逆变器采用DC/DC加DC/AC双极结构，DC/DC稳定直流电压，可根据电压指令，与实际采集到的直流侧电压进行比较控制DC/DC直流侧电压跟踪给定指令变化。
3.根据权利要求1所述的一种适用于微电网的分布式光伏逆变器控制方法，其特征在于：分布式光伏逆变器采用DC/DC加DC/AC双极结构，DC/AC部分采用下垂控制方式，采用电压控制方法，分布式光伏逆变器采集电网电压和交流输出电流并计算得到输出有功和无功功率，采用MPPT跟踪环节调节下垂曲线实现对输出有功功率的控制，通过下垂控制产生输出电压控制指令，以电压控制的方式控制DC/AC部分工作，使得DC/AC输出有功和无功功率与MPPT和下垂控制输出结果一致。
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