CN105406513B - 光伏并网逆变器并联运行中均流控制指令电流生成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏并网逆变器并联运行中均流控制指令电流生成方法,所述光伏并网逆变器为不少于两台相同容量的光伏并网逆变器并联,所述方法包括以下步骤：指定其中一台所述光伏并网逆变器为主机，其余的逆变器为从机；所述主机通过通信网络实时获得各个所述从机所采集的各自光伏阵列支路电流，且同时所述主机采集自身光伏阵列支路电流，所述主机将所有光伏阵列支路电流相加后为光伏阵列的总电流不管太阳光照强度如何变化，例如明显增加、减弱或者变化不大，通过对有功电流指令和无功电流指令的控制，都可以保证系统不会发生过压或过流等故障现象，提高系统抗外部扰动能力，增加系统稳定性。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏并网逆变器并联运行中均流控制指令电流生成方法。
背景技术
对于大规模光伏发电系统而言，考虑硬件成本的因素，集中式光伏逆变器占有非常大的优势，所以光伏电站主要以集中式逆变器为主。正在使用的大功率光伏并网逆变器主流机型多采用两电平逆变器结构，它采用多个IGBT模块直接并联技术，从硬件成本考虑，IGBT器件模块并联比逆变器单元并联更具优势，从控制方式上考虑，控制方法更加简单。目前的发展趋势是使用多台逆变器单元进行并联的方案，只有处于激活状态的逆变器承担逆变工作，而其他逆变器停止运行。这就大大提高了在日照较弱的低功率输入状态下的系统效率。如果其中一台逆变器出现故障，其他的逆变器仍然正常运行产生电力，降低及减少停机损失。因此，多台逆变器单元并联运行方案在提高发电量的同时，也增强了发电站的可靠性。然而，多台逆变器单元并联运行时存在各个逆变器单元的均流控制问题，特别是在光线突然增强、突然减弱时系统容易出现由于没有很好均流而产生的过流或过压保护等故障。
因此,需要提供一种新型光伏并网逆变器并联运行中均流控制指令电流生成方法从均流控制指令电流入手从源头上解决均流问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种光伏并网逆变器并联运行中均流控制指令电流生成方法。
一种光伏并网逆变器并联运行中均流控制指令电流生成方法,所述光伏并网逆变器为不少于两台相同容量的光伏并网逆变器并联,所述方法包括以下步骤：
指定其中一台所述光伏并网逆变器为主机，其余的逆变器为从机；所述主机通过通信网络实时获得各个所述从机所采集的各自光伏阵列支路电流，且同时所述主机采集自身光伏阵列支路电流，所述主机将所有光伏阵列支路电流相加后为光伏阵列的总电流。
优选地，所述由于主机、从机的输入电压都是相同的光伏阵列电压，所以主机主机还采集自身光伏阵列支路电压且所述采集的光伏阵列支路电压就是光伏阵列的总电压。
优选地，所述光伏并网逆变器具有以下三种工作情况：第一种工作情况，太阳光照强度明显增强，使得一台逆变器从停止状态投入运行；第二种工作情况，太阳光照强度明显减弱，使得一台逆变器从运行状态退出运行；第三种工作情况，太阳光照强度变化不大，各台正在运行的逆变器继续保持运行。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的一种光伏并网逆变器并联运行中均流控制指令电流生成方法，不管太阳光照强度如何变化，例如明显增加、减弱或者变化不大，通过对有功电流指令和无功电流指令的控制，都可以保证系统不会发生过压或过流等故障现象，提高系统抗外部扰动能力，增加系统稳定性。
具体实施方式
为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的优选实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明的目的是提供一种多台光伏并网逆变器并联运行中均流控制指令电流生成方法，解决了多台逆变器单元并联运行过程中均流问题，降低逆变器单元在光线突然增强、突然减弱时系统出现过流或过压保护等故障的概率。
本发明所采用的技术方案是，k(k≥2)台相同容量的光伏并网逆变器并联运行中均流控制指令电流生成方法，其特征在于，指定一台光伏逆变器作为主机，其余k-1台逆变器作为从机，主机通过通信方式实时获得各个从机所采集的各自光伏阵列支路电流，主机也采集自身光伏阵列支路电流，主机将所有光伏阵列支路电流相加作为光伏阵列的总电流。由于主机、从机的输入电压都是相同的光伏阵列电压，所以主机采集的光伏阵列支路电压就是光伏阵列的总电压，由主机根据光伏阵列的总电压和总电流计算获得光伏阵列总的输出功率，从而利用经典的扰动观察法就可以计算出光伏阵列的最优参考电压，实际采集的光伏阵列电压与该最优参考电压作差以及进行比例积分控制，可以获得系统总的有功电流指令根据系统功率因数要求可以获得系统总的无功电流指令假设需要N(1≤N≤k)台逆变器并联运行，则将作为每台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给各个从机，上述内容称之为系统指令电流的控制算法。包括主机在内的所有并联光伏逆变器都存在三种工作情况：第一种，太阳光照强度明显增强，使得一台逆变器从停止状态投入运行；第二种，太阳光照强度明显减弱，使得一台逆变器从运行状态退出运行；第三种太阳光照强度变化不大，各台正在运行的逆变器继续保持运行。
第一种情况：1)假设1号光伏逆变器作为主机正在并网运行，此时太阳光照强度明显增强，若光伏阵列输出的总功率P没有超过1号逆变器的额定容量，则只有1号逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并按照和进行运行；
若光伏阵列输出的总功率P超过了1台逆变器的额定容量，而小于2台逆变器的额定容量，则主机先迅速向光伏阵列电压增加的方向扰动，使得1号主机逆变器处于额定输出功率状态，此时光伏阵列处于限功率运行状态。当1号主机逆变器达到额定输出功率时，保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持此时的1号主机逆变器有功电流指令和无功电流指令不变。然后，2号从机逆变器开环进行设定有功电流指令无功电流指令一直等于零，有功电流指令首先从零电流开始启动，主机通过通信方式获得2号从机的光伏阵列支路电流，主机也采集自身光伏阵列支路电流，主机将两个光伏阵列支路电流相加作为光伏阵列的总电流,主机采集光伏阵列支路电压,从而计算光伏阵列总的输出功率，若该光伏阵列总的输出功率大于前一次总的输出功率比较，则保持光伏阵列输出电压不变，1号主机逆变器输出电流指令不变，2号从机逆变器的有功电流指令按照式(1)计算，其中，表示前一次有功电流指令，表示当前有功电流指令，表示电流扰动步长，例如0.1A。
直到光伏阵列总的输出功率刚好不大于前一次总的输出功率时，此时1号主机利用经典的扰动观察法计算光伏阵列的最优参考电压，实际采集的光伏阵列电压与该最优参考电压作差以及进行比例积分控制，可以获得系统总的有功电流指令根据系统功率因数要求可以获得系统总的无功电流指令将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机，1号主机和2号从机两台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。如此反复，直到达到了最大功率点，且两台逆变器输出功率相同，进入稳态均流状态为止。
2)假设1号光伏逆变器作为主机和2号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度明显增强，若光伏阵列输出的总功率P没有超过1号主机逆变器和2号从机逆变器两台逆变器的额定容量，则1号主机逆变器和2号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机，1号主机和2号从机两台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。
若光伏阵列输出的总功率P超过了两台逆变器的额定容量，而小于3台逆变器的额定容量，则1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令通过通信方式，1号主机逆变器和2号从机逆变器都先迅速向光伏阵列电压增加的方向扰动，使得1号主机逆变器和2号从机逆变器都处于额定输出功率状态，此时光伏阵列处于限功率运行状态。当1号主机逆变器和2号从机逆变器都达到额定输出功率时，保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持此时的1号主机逆变器的有功电流指令和无功电流指令等于2号从机逆变器的有功电流指令和无功电流指令且保持不变。然后，3号从机逆变器开环进行设定有功电流指令无功电流指令一直等于零，有功电流指令首先从零电流开始启动，主机通过通信方式获得2号、3号从机的光伏阵列支路电流，主机也采集自身光伏阵列支路电流，主机将三个光伏阵列支路电流相加作为光伏阵列的总电流,主机采集光伏阵列支路电压,从而计算光伏阵列总的输出功率，若该光伏阵列总的输出功率大于前一次总的输出功率比较，则保持光伏阵列输出电压不变，1号主机逆变器、2号从机逆变器的输出电流指令都不变，3号从机逆变器的有功电流指令按照式(2)计算，其中，表示前一次有功电流指令，表示当前有功电流指令，表示电流扰动步长，例如0.1A。
直到光伏阵列总的输出功率刚好不大于前一次总的输出功率时，此时1号主机利用经典的扰动观察法计算光伏阵列的最优参考电压，实际采集的光伏阵列电压与该最优参考电压作差以及进行比例积分控制，可以获得系统总的有功电流指令根据系统功率因数要求可以获得系统总的无功电流指令将作为三台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机和3号从机，1号主机、2号从机和3号从机三台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。如此反复，直到达到了最大功率点，且三台逆变器输出功率相同，进入稳态均流状态为止。
3)假设1号光伏逆变器作为主机、2号从机逆变器、…、x(x<k-1)号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度明显增强，若光伏阵列输出的总功率P没有超过x台逆变器的额定容量，则1号主机逆变器、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将 作为x台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机、…、x号从机，1号主机、2号从机、…、x号从机x台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。
若光伏阵列输出的总功率P超过了x台逆变器的额定容量，而小于x+1台逆变器的额定容量，则1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为x台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令通过通信方式，1号主机逆变器、2号从机逆变器…、x号从机逆变器都先迅速向光伏阵列电压增加的方向扰动，使得1号主机逆变器、2号从机逆变器…、x号从机逆变器都处于额定输出功率状态，此时光伏阵列处于限功率运行状态。当1号主机逆变器、2号从机逆变器…、x号从机逆变器都达到额定输出功率时，保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持此时的1号主机逆变器、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器的有功电流指令都相等以及无功电流指令也相等，且保持不变。然后，x+1号从机逆变器开环进行设定有功电流指令无功电流指令一直等于零，有功电流指令首先从零电流开始启动，主机通过通信方式获得2号、…、x号从机的光伏阵列支路电流，主机也采集自身光伏阵列支路电流，主机将x+1个光伏阵列支路电流相加作为光伏阵列的总电流,主机采集光伏阵列支路电压,从而计算光伏阵列总的输出功率，若该光伏阵列总的输出功率大于前一次总的输出功率比较，则保持光伏阵列输出电压不变，1号主机逆变器、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器的输出电流指令都不变，x+1号从机逆变器的有功电流指令按照式(3)计算，其中，表示前一次有功电流指令，表示当前有功电流指令，表示电流扰动步长，例如0.1A。
直到光伏阵列总的输出功率刚好不大于前一次总的输出功率时，此时1号主机利用经典的扰动观察法计算光伏阵列的最优参考电压，实际采集的光伏阵列电压与该最优参考电压作差以及进行比例积分控制，可以获得系统总的有功电流指令根据系统功率因数要求可以获得系统总的无功电流指令将作为x+1台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机、…、x+1号从机，1号主机、2号从机、…、x+1号从机x+1台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。如此反复，直到达到了最大功率点，且x+1台逆变器输出功率相同，进入稳态均流状态为止。
第2种情况：1)假设1号光伏逆变器作为主机正在并网运行，此时太阳光照强度明显减弱，则1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并按照和进行运行。当光伏阵列输出功率接近零时，1号主机逆变器停止运行；
2)假设1号光伏逆变器作为主机和2号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度明显减弱，则1号主机逆变器和2号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机，1号主机和2号从机两台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。当达到稳态时，1号主机和2号从机两台逆变器的输出功率相等，且每台逆变器的输出功率大于50％单台逆变器的额定容量，则系统没有逆变器退出运行；当1号主机和2号从机两台逆变器的输出功率相等，且出现每台逆变器的输出功率不大于50％单台逆变器的额定容量时，1号主机逆变器保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持此时的有功电流指令以及无功电流指令不变，2号从机逆变器开环进行设定有功电流指令和无功电流指令且按照式(4)、(5)计算，其中，表示前一次无功电流指令，表示当前无功电流指令，表示电流扰动步长，例如0.1A。当小于零时，使其等于零。当接近零时，2号从机逆变器停止运行。然后，1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并按照和进行运行。
3)假设1号光伏逆变器作为主机、2号从机逆变器、…、x(x≤k)号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度明显减弱，则1号主机逆变器、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为x台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机、…、x号从机，1号主机、2号从机、…、x号从机x台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。当达到稳态时，1号主机、2号从机、…、x号从机x台逆变器的输出功率相等，且每台逆变器的输出功率大于1/x单台逆变器的额定容量，则系统没有逆变器退出运行；当1号主机、2号从机、…、x号从机x台逆变器的输出功率相等，且出现每台逆变器的输出功率不大于1/x单台逆变器的额定容量时，1号主机逆变器、2号从机、…、x-1号从机保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持它们此时的有功电流指令以及无功电流指令不变，x号从机逆变器开环进行设定有功电流指令和无功电流指令且按照式(6)、(7)计算，其中，表示前一次无功电流指令，表示当前无功电流指令，表示电流扰动步长，例如0.1A。当小于零时，使其等于零。当接近零时，x号从机逆变器停止运行。然后，1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令，并将作为x-1台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机、…、x-1号从机，1号主机、2号从机、…、x-1号从机x-1台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。
第3种情况：假设1号光伏逆变器作为主机、2号从机逆变器、…、x(x≤k)号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度变化不大，则1号主机逆变器、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为x台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机、…、x号从机，1号主机、2号从机、…、x号从机x台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。
以三(k＝3)台相同容量的光伏逆变器为例进行说明。
第一种情况：1)假设1号光伏逆变器作为主机正在并网运行，此时太阳光照强度明显增强，若光伏阵列输出的总功率P没有超过1号逆变器的额定容量，则只有1号逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并按照和进行运行；
若光伏阵列输出的总功率P超过了1台逆变器的额定容量，而小于2台逆变器的额定容量，则主机先迅速向光伏阵列电压增加的方向扰动，使得1号主机逆变器处于额定输出功率状态，此时光伏阵列处于限功率运行状态。当1号主机逆变器达到额定输出功率时，保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持此时的1号主机逆变器有功电流指令和无功电流指令不变。然后，2号从机逆变器开环进行设定有功电流指令无功电流指令一直等于零，有功电流指令首先从零电流开始启动，主机通过通信方式获得2号从机的光伏阵列支路电流，主机也采集自身光伏阵列支路电流，主机将两个光伏阵列支路电流相加作为光伏阵列的总电流,主机采集光伏阵列支路电压,从而计算光伏阵列总的输出功率，若该光伏阵列总的输出功率大于前一次总的输出功率比较，则保持光伏阵列输出电压不变，1号主机逆变器输出电流指令不变，2号从机逆变器的有功电流指令按照式(1)计算，其中，表示前一次有功电流指令，表示当前有功电流指令，表示电流扰动步长，例如0.1A。
直到光伏阵列总的输出功率刚好不大于前一次总的输出功率时，此时1号主机利用经典的扰动观察法计算光伏阵列的最优参考电压，实际采集的光伏阵列电压与该最优参考电压作差以及进行比例积分控制，可以获得系统总的有功电流指令根据系统功率因数要求可以获得系统总的无功电流指令将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机，1号主机和2号从机两台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。如此反复，直到达到了最大功率点，且两台逆变器输出功率相同，进入稳态均流状态为止。
2)假设1号光伏逆变器作为主机和2号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度明显增强，若光伏阵列输出的总功率P没有超过1号主机逆变器和2号从机逆变器两台逆变器的额定容量，则1号主机逆变器和2号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机，1号主机和2号从机两台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。
若光伏阵列输出的总功率P超过了两台逆变器的额定容量，而小于3台逆变器的额定容量，则1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令通过通信方式，1号主机逆变器和2号从机逆变器都先迅速向光伏阵列电压增加的方向扰动，使得1号主机逆变器和2号从机逆变器都处于额定输出功率状态，此时光伏阵列处于限功率运行状态。当1号主机逆变器和2号从机逆变器都达到额定输出功率时，保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持此时的1号主机逆变器的有功电流指令和无功电流指令等于2号从机逆变器的有功电流指令和无功电流指令且保持不变。然后，3号从机逆变器开环进行设定有功电流指令无功电流指令一直等于零，有功电流指令首先从零电流开始启动，主机通过通信方式获得2号、3号从机的光伏阵列支路电流，主机也采集自身光伏阵列支路电流，主机将三个光伏阵列支路电流相加作为光伏阵列的总电流,主机采集光伏阵列支路电压,从而计算光伏阵列总的输出功率，若该光伏阵列总的输出功率大于前一次总的输出功率比较，则保持光伏阵列输出电压不变，1号主机逆变器、2号从机逆变器的输出电流指令都不变，3号从机逆变器的有功电流指令按照式(2)计算，其中，表示前一次有功电流指令，表示当前有功电流指令，表示电流扰动步长，例如0.1A。
直到光伏阵列总的输出功率刚好不大于前一次总的输出功率时，此时1号主机利用经典的扰动观察法计算光伏阵列的最优参考电压，实际采集的光伏阵列电压与该最优参考电压作差以及进行比例积分控制，可以获得系统总的有功电流指令根据系统功率因数要求可以获得系统总的无功电流指令将作为三台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机和3号从机，1号主机、2号从机和3号从机三台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。如此反复，直到达到了最大功率点，且三台逆变器输出功率相同，进入稳态均流状态为止。
第2种情况：1)假设1号光伏逆变器作为主机正在并网运行，此时太阳光照强度明显减弱，则1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并按照和进行运行。当光伏阵列输出功率接近零时，1号主机逆变器停止运行；
2)假设1号光伏逆变器作为主机和2号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度明显减弱，则1号主机逆变器和2号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机，1号主机和2号从机两台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。当达到稳态时，1号主机和2号从机两台逆变器的输出功率相等，且每台逆变器的输出功率大于50％单台逆变器的额定容量，则系统没有逆变器退出运行；当1号主机和2号从机两台逆变器的输出功率相等，且出现每台逆变器的输出功率不大于50％单台逆变器的额定容量时，1号主机逆变器保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持此时的有功电流指令以及无功电流指令不变，2号从机逆变器开环进行设定有功电流指令和无功电流指令且按照式(4)、(5)计算，其中，表示前一次无功电流指令，表示当前无功电流指令，表示电流扰动步长，例如0.1A。当小于零时，使其等于零。当接近零时，2号从机逆变器停止运行。然后，1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并按照和进行运行。
3)假设1号光伏逆变器作为主机、2号从机逆变器、3号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度明显减弱，则1号主机逆变器、2号从机逆变器、3号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为三台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机、3号从机，1号主机、2号从机、3号从机三台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。当达到稳态时，1号主机、2号从机、3号从机三台逆变器的输出功率相等，且每台逆变器的输出功率大于1/3单台逆变器的额定容量，则系统没有逆变器退出运行；当1号主机、2号从机、3号从机三台逆变器的输出功率相等，且出现每台逆变器的输出功率不大于1/3单台逆变器的额定容量时，1号主机逆变器、2号从机、3号从机保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持它们此时的有功电流指令以及无功电流指令不变，3号从机逆变器开环进行设定有功电流指令和无功电流指令且按照式(6)、(7)计算，其中，表示前一次无功电流指令，表示当前无功电流指令，表示电流扰动步长，例如0.1A。当小于零时，使其等于零。当接近零时，3号从机逆变器停止运行。然后，1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机，1号主机、2号从机两台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。
第3种情况：假设1号光伏逆变器作为主机、2号从机逆变器、3号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度变化不大，则1号主机逆变器、2号从机逆变器、3号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为三台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机、3号从机，1号主机、2号从机、3号从机三台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制。
因此，本发明的多台光伏并网逆变器并联运行中均流控制指令电流生成方法可以解决太阳光照强度明显增加、减弱情况下时出现过压、过流等故障现象，利于提高系统的可靠性，具有广阔的应用前景。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (1)
1.一种光伏并网逆变器并联运行中均流控制指令电流生成方法,所述光伏并网逆变器为不少于两台相同容量的光伏并网逆变器并联,其特征在于，所述方法包括以下步骤：
指定其中一台所述光伏并网逆变器为主机，其余的逆变器为从机；所述主机通过通信网络实时获得各个所述从机所采集的各自光伏阵列支路电流，且同时所述主机采集自身光伏阵列支路电流，所述主机将所有光伏阵列支路电流相加后为光伏阵列的总电流；
由于所述主机、从机的输入电压都是相同的光伏阵列电压，所以主机还采集自身光伏阵列支路电压且所述采集的光伏阵列支路电压就是光伏阵列的总电压；
由于主机、从机的输入电压都是相同的光伏阵列电压，所以主机采集的光伏阵列支路电压就是光伏阵列的总电压，由主机根据光伏阵列的总电压和总电流计算获得光伏阵列总的输出功率，从而利用经典的扰动观察法就可以计算出光伏阵列的最优参考电压，实际采集的光伏阵列电压与该最优参考电压作差以及进行比例积分控制，可以获得系统总的有功电流指令根据系统功率因数要求可以获得系统总的无功电流指令假设需要N台逆变器并联运行，则将作为每台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给各个从机；
所述光伏并网逆变器具有以下三种工作情况：第一种工作情况，太阳光照强度明显增强，使得一台逆变器从停止状态投入运行；第二种工作情况，太阳光照强度明显减弱，使得一台逆变器从运行状态退出运行；第三种工作情况，太阳光照强度变化不大，各台正在运行的逆变器继续保持运行；
第1种情况：1)假设1号光伏逆变器作为主机正在并网运行，此时太阳光照强度明显增强，若光伏阵列输出的总功率P没有超过1号逆变器的额定容量，则只有1号逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并按照和进行运行；
若光伏阵列输出的总功率P超过了1台逆变器的额定容量，而小于2台逆变器的额定容量，则主机先迅速向光伏阵列电压增加的方向扰动，使得1号主机逆变器处于额定输出功率状态，此时光伏阵列处于限功率运行状态；当1号主机逆变器达到额定输出功率时，保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持此时的1号主机逆变器有功电流指令和无功电流指令不变；然后，2号从机逆变器开环进行设定有功电流指令无功电流指令一直等于零，有功电流指令首先从零电流开始启动，主机通过通信方式获得2号从机的光伏阵列支路电流，主机也采集自身光伏阵列支路电流，主机将两个光伏阵列支路电流相加作为光伏阵列的总电流,主机采集光伏阵列支路电压,从而计算光伏阵列总的输出功率，若该光伏阵列总的输出功率大于前一次总的输出功率比较，则保持光伏阵列输出电压不变，1号主机逆变器输出电流指令不变，2号从机逆变器的有功电流指令按照式(1)计算，其中，表示前一次有功电流指令，表示当前有功电流指令，表示电流扰动步长；
直到光伏阵列总的输出功率刚好不大于前一次总的输出功率时，此时1号主机利用经典的扰动观察法计算光伏阵列的最优参考电压，实际采集的光伏阵列电压与该最优参考电压作差以及进行比例积分控制，可以获得系统总的有功电流指令根据系统功率因数要求可以获得系统总的无功电流指令将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机，1号主机和2号从机两台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制，如此反复，直到达到了最大功率点，且两台逆变器输出功率相同，进入稳态均流状态为止；
2)假设1号光伏逆变器作为主机和2号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度明显增强，若光伏阵列输出的总功率P没有超过1号主机逆变器和2号从机逆变器两台逆变器的额定容量，则1号主机逆变器和2号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机，1号主机和2号从机两台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制；
若光伏阵列输出的总功率P超过了两台逆变器的额定容量，而小于3台逆变器的额定容量，则1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令通过通信方式，1号主机逆变器和2号从机逆变器都先迅速向光伏阵列电压增加的方向扰动，使得1号主机逆变器和2号从机逆变器都处于额定输出功率状态，此时光伏阵列处于限功率运行状态；当1号主机逆变器和2号从机逆变器都达到额定输出功率时，保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持此时的1号主机逆变器的有功电流指令和无功电流指令等于2号从机逆变器的有功电流指令和无功电流指令且保持不变，然后，3号从机逆变器开环进行设定有功电流指令无功电流指令一直等于零，有功电流指令首先从零电流开始启动，主机通过通信方式获得2号、3号从机的光伏阵列支路电流，主机也采集自身光伏阵列支路电流，主机将三个光伏阵列支路电流相加作为光伏阵列的总电流,主机采集光伏阵列支路电压,从而计算光伏阵列总的输出功率，若该光伏阵列总的输出功率大于前一次总的输出功率比较，则保持光伏阵列输出电压不变，1号主机逆变器、2号从机逆变器的输出电流指令都不变，3号从机逆变器的有功电流指令按照式(2)计算，其中，表示前一次有功电流指令，表示当前有功电流指令，表示电流扰动步长；
直到光伏阵列总的输出功率刚好不大于前一次总的输出功率时，此时1号主机利用经典的扰动观察法计算光伏阵列的最优参考电压，实际采集的光伏阵列电压与该最优参考电压作差以及进行比例积分控制，可以获得系统总的有功电流指令根据系统功率因数要求可以获得系统总的无功电流指令将作为三台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机和3号从机，1号主机、2号从机和3号从机三台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制；如此反复，直到达到了最大功率点，且三台逆变器输出功率相同，进入稳态均流状态为止；
3)假设1号光伏逆变器作为主机、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度明显增强，若光伏阵列输出的总功率P没有超过x台逆变器的额定容量，则1号主机逆变器、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为x台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机、…、x号从机，1号主机、2号从机、…、x号从机x台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制；
若光伏阵列输出的总功率P超过了x台逆变器的额定容量，而小于x+1台逆变器的额定容量，则1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为x台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令通过通信方式，1号主机逆变器、2号从机逆变器…、x号从机逆变器都先迅速向光伏阵列电压增加的方向扰动，使得1号主机逆变器、2号从机逆变器…、x号从机逆变器都处于额定输出功率状态，此时光伏阵列处于限功率运行状态；当1号主机逆变器、2号从机逆变器…、x号从机逆变器都达到额定输出功率时，保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持此时的1号主机逆变器、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器的有功电流指令都相等以及无功电流指令也相等，且保持不变；然后，x+1号从机逆变器开环进行设定有功电流指令无功电流指令一直等于零，有功电流指令首先从零电流开始启动，主机通过通信方式获得2号、…、x号从机的光伏阵列支路电流，主机也采集自身光伏阵列支路电流，主机将x+1个光伏阵列支路电流相加作为光伏阵列的总电流,主机采集光伏阵列支路电压,从而计算光伏阵列总的输出功率，若该光伏阵列总的输出功率大于前一次总的输出功率比较，则保持光伏阵列输出电压不变，1号主机逆变器、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器的输出电流指令都不变，x+1号从机逆变器的有功电流指令按照式(3)计算，其中，表示前一次有功电流指令，表示当前有功电流指令，表示电流扰动步长；
直到光伏阵列总的输出功率刚好不大于前一次总的输出功率时，此时1号主机利用经典的扰动观察法计算光伏阵列的最优参考电压，实际采集的光伏阵列电压与该最优参考电压作差以及进行比例积分控制，可以获得系统总的有功电流指令根据系统功率因数要求可以获得系统总的无功电流指令将作为x+1台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机、…、x+1号从机，1号主机、2号从机、…、x+1号从机x+1台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制；如此反复，直到达到了最大功率点，且x+1台逆变器输出功率相同，进入稳态均流状态为止；
第2种情况：1)假设1号光伏逆变器作为主机正在并网运行，此时太阳光照强度明显减弱，则1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并按照和进行运行；当光伏阵列输出功率接近零时，1号主机逆变器停止运行；
2)假设1号光伏逆变器作为主机和2号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度明显减弱，则1号主机逆变器和2号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为两台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机，1号主机和2号从机两台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制；当达到稳态时，1号主机和2号从机两台逆变器的输出功率相等，且每台逆变器的输出功率大于50％单台逆变器的额定容量，则系统没有逆变器退出运行；当1号主机和2号从机两台逆变器的输出功率相等，且出现每台逆变器的输出功率不大于50％单台逆变器的额定容量时，1号主机逆变器保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持此时的有功电流指令以及无功电流指令不变，2号从机逆变器开环进行设定有功电流指令和无功电流指令且按照式(4)、(5)计算，其中，表示前一次无功电流指令，表示当前无功电流指令，表示电流扰动步长，当小于零时，使其等于零；当接近零时，2号从机逆变器停止运行；然后，1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并按照和进行运行；
3)假设1号光伏逆变器作为主机、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度明显减弱，则1号主机逆变器、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将 作为x台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机、…、x号从机，1号主机、2号从机、…、x号从机x台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制；当达到稳态时，1号主机、2号从机、…、x号从机x台逆变器的输出功率相等，且每台逆变器的输出功率大于1/x单台逆变器的额定容量，则系统没有逆变器退出运行；当1号主机、2号从机、…、x号从机x台逆变器的输出功率相等，且出现每台逆变器的输出功率不大于1/x单台逆变器的额定容量时，1号主机逆变器、2号从机、…、x-1号从机保持此时的光伏阵列输出电压不变，也保持它们此时的有功电流指令以及无功电流指令不变，x号从机逆变器开环进行设定有功电流指令和无功电流指令且按照式(6)、(7)计算，其中，表示前一次无功电流指令，表示当前无功电流指令，表示电流扰动步长；当小于零时，使其等于零；当接近零时，x号从机逆变器停止运行，然后，1号主机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为x-1台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机、…、x-1号从机，1号主机、2号从机、…、x-1号从机x-1台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制；
第3种情况：假设1号光伏逆变器作为主机、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器正在并联并网运行，此时太阳光照强度变化不大，则1号主机逆变器、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器根据上述系统指令电流的控制算法进行计算系统总的有功电流指令和总的无功电流指令并将作为x台光伏逆变器的有功电流指令和无功电流指令主机通过通信方式将计算获得的有功电流指令和无功电流指令发送给2号从机、…、x号从机，1号主机、2号从机、…、x号从机x台逆变器按照有功电流指令和无功电流指令进行控制；
其中，1≤N≤k，k≥2，当第1种情况，1号光伏逆变器作为主机、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器正在并联并网运行时，x<k-1；当第2种情况下,1号光伏逆变器作为主机、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器正在并联并网运行时，x≤k；当第3种情况下，1号光伏逆变器作为主机、2号从机逆变器、…、x号从机逆变器正在并联并网运行时，x≤k。
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