CN109103886A - 一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法 - Google Patents

一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法，控制方法由电流环与功率环组成，可以针对不同的并网点电压跌落程度，在电压跌落程度低时抑制有功功率二倍频谐波，电压跌落程度高时抑制无功功率二倍频谐波。通过上述方式，本发明能够有效抑制光伏并网逆变器低电压穿越时输出功率二倍频谐波，使分布式光伏并网系统可以向电网输出更优质的有功无功功率。

Description

一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越 控制方法
技术领域
本发明涉及分布式光伏并网领域，特别是涉及一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法。
背景技术
随着社会的发展，能源需求与日俱增，但化石能源的储备有限，因此可再生能源成为大家关注的重点。其中太阳能以其获取方便、永不枯竭的特性，逐渐成为新能源的代表。但是随着光伏发电渗透率渗增加，一些问题也被暴露出来。首先以往光伏接入点电压跌落后直接切除光伏系统的做法已经变得不可取，这样不但不利于电网电压恢复，还有可能会导致故障范围扩大，造成严重的电力事故。为应对此问题，低电压穿越技术成为了研究的热点。低电压穿越( low voltage ride through，LVＲT)是指当电网发生故障或扰动以后造成光伏并网点电压跌落，光伏发电站能在一定的电压跌落范围和时间内保证不脱网连续运行，并提供动态无功功率来提高并网点电压。但是当并网点电压出现不平衡跌落时，光伏发电系统输出功率会出现二倍频谐波，谐波注入会干扰通信设备,增加电力系统的功率损耗(如线损),使无功补偿设备不能正常运行,降低电能质量和可靠性。因此，有效的抑制不平衡低电压穿越下光伏并网系统输出功率二倍频谐波迫在眉睫。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法，能够有效抑制不平衡低电压穿越下光伏并网系统输出功率二倍频谐波。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法。
本发明所述控制方法由电流环与功率环组成，且针对不同的并网点电压跌落程度，并网点电压跌落程度低时抑制有功功率二倍频谐波，并网点电压跌落程度高时抑制无功功率二倍频谐波。
本发明所述电流环，运用前馈解耦控制，并使用四个PI控制器，通过电流给定量控制相应正负序有功无功电流。
本发明所述功率环，通过有功无功功率给定量解算出正负序有功无功电流给定量，并提供给电流环。且功率环可以根据电压跌落程度，自动选择消除有功功率或无功功率二次谐波，并通过谐波抑制算法，大幅度抑制相应功率谐波。
本发明所述输出功率二次谐波，由光伏并网系统并网点不平衡电压跌路故障导致。
本发明的有益效果是：本发明所提供控制策略可以运用至任意分布式光伏并网逆变器上，在发生不平衡电压跌落故障时，大幅度抑制输出功率二倍频谐波，向电网提供优质的有功无功功率。
附图说明
图1是本发明一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法结构图；
附图中各部件的标记如下：1、电流环；2、功率环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法，包括：
图1为可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法一个实施例，由电流环与功率环组成。
图1中1、为电流环控制框图。电流环即运用PI控制器将每个电流给定量解算为SVPWM电压控制量，被控电流量一共四个，因此使用四个PI控制器进行调节，同时为保证每个电流给定量都能独立控制一个电流，本方法还引出前馈解耦控制。电流环输出SVPWM电压给定量计算式为
图1中2、为功率环示意图。本发明所述功率环本质上是根据有功无功功率给定值计算得到电流内环电流给定值。因为只存在四个电流量，因此只能控制四个功率量，所以同时只能消除一种功率的二次谐波。当需要消除有功功率二次谐波时选取P0、Pc2、Ps2、Q0进行控制，需要消除无功功率二次谐波时选取P0、Qc2、Qs2、Q0进行控制。
消除有功功率二次谐波时，电流给定计算式为
消除无功功率二次谐波时，电流给定计算式为
而消除有功功率二倍频谐波还是无功功率二倍频谐波取决于逆变器输出无功功率Q的状况即无功电流iq的取值。并网点电压跌落程度低时电网不需要逆变器发出额外的无功来支撑电压，因此无功电流iq=0。当并网点电压跌落百分比达到设定值k1时，逆变器开始输出无功电流，无功电流标幺值表达式为
无功电流的输出量还要考虑逆变器功率限制，一般将逆变器额定电流的1.2倍设定为逆变器最大输出电流Imax，因此无功电流限制表达式为
在电压跌落到k1之前，逆变器依然只向电网输出有功功率，然而电网电压已出现不平衡，需消除有功功率二倍频谐波，使用消除有功功率二倍频谐波的控制策略进行控制。电压跌落低于k1以后，逆变器开始向电网输送无功功率，此时切换至消除无功功率二倍频谐波的控制策略。以保证向电网提供优质的无功功率用以支撑电网电压。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法；其特征在于，控制方法由电流环与功率环组成，可以针对不同的并网点电压跌落程度，调整二次谐波消除目标，有效抑制光伏并网逆变器低电压穿越时输出功率二倍频谐波。
2.根据权利要求1所述的一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法，其特征在于：所述调整二次谐波消除目标即为，并网点电压跌落程度低时抑制有功功率二倍频谐波，并网点电压跌落程度高时抑制无功功率二倍频谐波。
3.根据权利要求1所述的一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法，其特征在于：所述电流环，运用前馈解耦控制，并使用四个PI控制器，通过电流给定量控制相应正负序有功无功电流。
4.根据权利要求1所述的一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法，其特征在于：所述功率环，通过有功无功功率给定量解算出正负序有功无功电流给定量，并提供给电流环。
5.根据权利要求1所述的一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法，其特征在于：所述功率环，根据电压跌落程度，自动选择消除有功功率或无功功率二次谐波，并通过谐波抑制算法，大幅度抑制相应功率谐波。
6.根据权利要求1所述的一种可抑制输出功率二次谐波的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法，其特征在于：所述输出功率二次谐波，由光伏并网系统并网点不平衡电压跌落故障导致。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110299726A (zh) * 2019-07-08 2019-10-01 华北电力大学 一种光伏直流并网系统故障恢复控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103311949A (zh) * 2013-04-26 2013-09-18 北方工业大学 一种大功率光伏逆变器的低电压穿越控制方法
CN105591401A (zh) * 2016-01-27 2016-05-18 浙江大学 一种含无功电流注入的光伏低电压穿越方法
CN105743128A (zh) * 2016-05-05 2016-07-06 上海电机学院 一种光伏并网发电系统的低电压穿越控制方法
CN108448635A (zh) * 2018-05-07 2018-08-24 哈尔滨工业大学 光伏发电系统不对称电压跌落情况下故障穿越全过程的建模方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103311949A (zh) * 2013-04-26 2013-09-18 北方工业大学 一种大功率光伏逆变器的低电压穿越控制方法
CN105591401A (zh) * 2016-01-27 2016-05-18 浙江大学 一种含无功电流注入的光伏低电压穿越方法
CN105743128A (zh) * 2016-05-05 2016-07-06 上海电机学院 一种光伏并网发电系统的低电压穿越控制方法
CN108448635A (zh) * 2018-05-07 2018-08-24 哈尔滨工业大学 光伏发电系统不对称电压跌落情况下故障穿越全过程的建模方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
R. KABIRI: "Control of Distributed Generation Systems under Unbalanced Voltage Conditions", 《IEEE》 *
ROOZBEH KABIRI.ECT: "Control of Active and Reactive Power Ripple to Mitigate Unbalanced Grid Voltages", 《IEEE》 *
沈文忠: "《太阳能光伏技术与应用》", 31 December 2013 *
熊飞等: "不对称电压跌落下逆变电源的多目标控制策略", 《电工技术学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110299726A (zh) * 2019-07-08 2019-10-01 华北电力大学 一种光伏直流并网系统故障恢复控制方法

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