CN116544959B - 一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法。本发明涉及柔性输电技术领域，本发明构建光伏统一潮流控制器；并联侧变流器的电流内环采用无源控制方法，通过电流在同步旋转坐标系下的d轴分量进行有功调节，q轴分量进行无功调节，两外环均采用PI控制器；串联侧变流器的电流内环采用无源控制方法，两外环均采用PI控制器；光伏部分采用双电压环恒压控制，内环为光伏电池输出电压环，外环为直流母线电压环。与现有技术相比，本发明具有动态性能好，参数易调试稳定性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及柔性输电技术领域，是一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法。
背景技术
统一潮流控制器(UPFC)是一种强大的柔性交流传输系统(FACTS)装置，可用于控制稳态潮流，优化系统动态性能，提高负载的功率因数。在现代愈发复杂的电网结构中的应用场景十分广泛。而传统的统一潮流控制器结构直流母线电压的稳定性不够，进一步会影响串联侧补偿的三相波形畸变。而且UPFC经典的双闭环PI控制的动态性能不够好，参数不易调试。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，本发明为采用非线性控制的光伏统一潮流控制器的动态性能更好，使得参数的调整也更简单。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本发明提供了一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法，本发明提供了以下技术方案：
一种光伏统一潮流控制器，所述控制器包括：共用同一直流母线的并联侧变流器、串联侧变流器、直流侧电容和光伏装置；
所述并联侧变流器通过变压器并入线路，所述串联侧变流器通过变压器串入输电线路，两侧变压器均采用星形接法，所述并联侧变流器和串联侧变流器均设有六个桥臂，每个桥臂由开关器件和二极管构成；所述光伏装置由光伏电池连接boost电路组成。
一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法，所述方法基于一种光伏统一潮流控制器，所述方法包括以下步骤：
步骤1：对并联侧变流器的电流内环采用无源控制，通过电流在同步旋转坐标系下的并联侧d轴分量进行有功调节，并联侧的q轴分量进行无功调节，两轴外环均采用PI控制；
步骤2：对串联侧变流器的电流内环采用无源控制，通过电流在同步旋转坐标系下串联侧的d轴分量进行有功调节，串联侧的q轴分量进行无功调节，两轴外环均采用PI控制；
步骤3：对光伏装置采用双电压环恒压控制，内环为光伏电池输出电压环，外环为直流母线电压环，均采用PI控制器。
优选地，所述步骤1具体为：
通过并联侧的d轴外环用来维持直流母线电压的稳定，通过并联侧的q轴外环用来保持并联侧接入点的电压稳定，外环控制器为：
其中，为外环得出的并联侧变流器d轴电流参考值，/>为外环得出的并联侧变流器q轴电流参考值，/>为直流母线电压参考值，/>为直流母线电压，/>为并联侧接入点电压参考值，/>为并联侧接入点电压，/>为外环PI控制器的比例参数，/>为外环PI控制器的积分参数，s为拉普拉斯变换后的复变量, 1/s即表示PI控制器中的积分部分。
优选地，所述步骤1中并联侧变流器的内环电流控制器具体为：
其中，为并联侧变流器d轴电压参考值，/>为并联侧变流器q轴电压参考值，、/>分别为并联侧接入点电压的dq轴分量，/>为并联侧变流器d轴电流实际值，/>为并联侧变流器q轴电流实际值，/>为并联侧变流器等效电阻，/>为并联侧变流器等效电感，为基频角频率，/>为无源控制注入的阻尼参数，/>为直流母线向串联侧流动的电流，为光伏装置输出的电流。
优选地，所述步骤2具体为：
串联侧的d轴外环用来控制线路的有功功率，串联侧的q轴外环用来控制线路的无功功率，所述串联侧的外环控制器为：
其中，为外环得出的串联侧变流器d轴电流参考值，/>为外环得出的串联侧变流器q轴电流参考值，/>为线路有功功率参考值，/>为线路有功功率，/>为线路无功功率参考值，/>为线路无功功率。
优选地，所述步骤2中的串联侧变流器的内环电流控制器为：
其中，为串联侧变流器d轴电压参考值，/>为串联侧变流器q轴电压参考值，、/>分别为串联侧接入点电压的dq轴分量，/>为串联侧变流器d轴电流实际值，/>为串联侧变流器q轴电流实际值，/>为串联侧变流器等效电阻，/>为串联侧变流器等效电感，为无源控制注入的阻尼参数。
优选地，所述步骤3具体为：
内环控制器为光伏电池输出电压环，用于将光伏电池的工作电压稳定在功率/电压工作曲线较为平缓的位置，所述的光伏装置内环控制器为：
其中，为光伏电池输出电压的参考值。
优选地，所述光伏侧的外环控制器为直流母线电压环，维持直流母线电压的稳定，根据直流母线电压参考值给出光伏电池输出的电压参考值，光伏电池输出电压参考值经过限幅处理送入内环，使参考值在功率/电压工作曲线较为平缓的区间上：
其中，为光伏装置boost电路的占空比，/>为光伏电池输出电压。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法。
本发明具有以下有益效果：
本发明与现有技术相比：
相比传统的统一潮流控制器结构，光伏统一潮流控制器直流母线还并联了恒压控制的光伏装置，直流母线的电压更加稳定。从光伏电池的发电并网角度看，这种结构也省去了光伏并网所需的逆变器，节省了开关器件成本。
本发明采用非线性控制的光伏统一潮流控制器的动态性能更好，参数的调整也更简单。光伏装置采用双电压环的恒压控制，使光伏电池的输出更加稳定可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为光伏统一潮流控制器的结构；
图2为光伏装置的电路结构；
图3为并联侧控制框图；
图4为串联侧控制框图；
图5为光伏电池工作曲线；
图6为半实物仿真线路有功功率的跟随结果；
图7为半实物仿真线路无功功率的跟随结果；
图8为半实物仿真启动时直流母线电压波形；
图9为半实物仿真功率切换时直流母线电压波形。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
以下结合具体实施例，对本发明进行了详细说明。
具体实施例一：
根据图1至图9所示，本发明为解决上述技术问题采取的具体优化技术方案是：本发明提供一种光伏统一潮流控制器，所述控制器包括：用同一直流母线的并联侧变流器、串联侧变流器、直流侧电容和光伏装置；
所述并联侧变流器通过变压器并入线路，所述串联侧变流器通过变压器传入输电线路，两侧变压器均采用星形接法，所述并联侧变流器和串联侧变流器均设有六个桥臂，每个桥臂由开关器件和二极管构成；所述光伏装置由光伏电池连接boost电路组成。
具体实施例二：
本申请实施例二与实施例一的区别仅在于：
本发明提供一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法，所述方法基于如一种光伏统一潮流控制器，所述方法包括以下步骤：
步骤1：对并联侧变流器的电流内环采用无源控制，通过电流在同步旋转坐标系下的并联侧d轴分量进行有功调节，并联侧的q轴分量进行无功调节，两轴外环均采用PI控制；
步骤2：对串联侧变流器的电流内环采用无源控制，通过电流在同步旋转坐标系下串联侧的d轴分量进行有功调节，串联侧的q轴分量进行无功调节，两轴外环均采用PI控制；
步骤3：对光伏装置采用双电压环恒压控制，内环为光伏电池输出电压环，外环为直流母线电压环，均采用PI控制器。
具体实施例三：
本申请实施例三与实施例二的区别仅在于：
所述步骤1具体为：
通过并联侧的d轴外环用来维持直流母线电压的稳定，通过并联侧的q轴外环用来保持并联侧接入点的电压稳定，外环控制器为：
其中，为外环得出的并联侧变流器d轴电流参考值，/>为外环得出的并联侧变流器q轴电流参考值，/>为直流母线电压参考值，/>为直流母线电压，/>为并联侧接入点电压参考值，/>为并联侧接入点电压，/>为外环PI控制器的比例参数，/>为外环PI控制器的积分参数，s为拉普拉斯变换后的复变量, 1/s即表示PI控制器中的积分部分。
具体实施例四：
本申请实施例四与实施例三的区别仅在于：
所述步骤1中并联侧变流器的内环电流控制器具体为：
其中，为并联侧变流器d轴电压参考值，/>为并联侧变流器q轴电压参考值，、/>分别为并联侧接入点电压的dq轴分量，/>为并联侧变流器d轴电流实际值，/>为并联侧变流器q轴电流实际值，/>为并联侧变流器等效电阻，/>为并联侧变流器等效电感，为基频角频率，/>为无源控制注入的阻尼参数，/>为直流母线向串联侧流动的电流，为光伏装置输出的电流。
具体实施例五：
本申请实施例五与实施例四的区别仅在于：
所述步骤2具体为：
串联侧的d轴外环用来控制线路的有功功率，串联侧的q轴外环用来控制线路的无功功率，所述串联侧的外环控制器为：
其中，为外环得出的串联侧变流器d轴电流参考值，/>为外环得出的串联侧变流器q轴电流参考值，/>为线路有功功率参考值，/>为线路有功功率，/>为线路无功功率参考值，/>为线路无功功率。
具体实施例六：
本申请实施例六与实施例五的区别仅在于：
所述步骤2中的串联侧变流器的内环电流控制器为：
其中，为串联侧变流器d轴电压参考值，/>为串联侧变流器q轴电压参考值，、/>分别为串联侧接入点电压的dq轴分量，/>为串联侧变流器d轴电流实际值，/>为串联侧变流器q轴电流实际值，/>为串联侧变流器等效电阻，/>为串联侧变流器等效电感，为无源控制注入的阻尼参数。
具体实施例七：
本申请实施例七与实施例六的区别仅在于：
所述步骤3具体为：
内环控制器为光伏电池输出电压环，用于将光伏电池的工作电压稳定在功率/电压工作曲线较为平缓的位置，所述的光伏装置内环控制器为：
其中，为光伏电池输出电压的参考值。
具体实施例八：
本申请实施例八与实施例七的区别仅在于：
所述光伏侧的外环控制器为直流母线电压环，维持直流母线电压的稳定，根据直流母线电压参考值给出光伏电池输出的电压参考值，光伏电池输出电压参考值经过限幅处理送入内环，使参考值在功率/电压工作曲线较为平缓的区间上：
其中，为光伏装置boost电路的占空比，/>为光伏电池输出电压。
具体实施例九：
本申请实施例九与实施例八的区别仅在于：
本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法。
具体实施例十：
本申请实施例十与实施例九的区别仅在于：
本发明提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其所述处理器执行所述计算机程序时实现一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法。
具体实施例十一：
图1是光伏统一潮流控制器的结构图。与传统统一潮流控制器的区别在于直流母线并联了光伏装置。
图2是光伏装置的电路结构。由光伏电池连接boost电路组成。
图5是光伏电池工作曲线。可见光伏电池的P-U特性曲线和所接负载的功率有两个交点A和B，这两个交点都可以满足负载电压恒定。但是B点所在的特性曲线比A点所在的斜率大，物理意义上表示当有相同的电压波动时，B点的功率波动比A点大。所以采用单电压环控制的话有可能稳定点定于B点，造成的结果是输出稳定性比较差，所以需要寻求合适的恒压控制来使光伏电池输出电压稳定于A点。所以将双电压环恒压控制的外环控制器输出的参考值限制在Um以内即可实现该效果
(1)并联侧变流器的控制策略为：并联侧的d轴外环用来维持直流母线电压的稳定，并联侧的q轴外环用来保持并联侧接入点的电压稳定，所述的外环控制器为：
其中，为外环得出的并联侧变流器d轴电流参考值，/>为外环得出的并联侧变流器q轴电流参考值，/>为直流母线电压参考值，/>为直流母线电压，/>为并联侧接入点电压参考值，/>为并联侧接入点电压。
根据PV-UPFC的功率守恒可知：
其中为并联侧变流器从线路吸收的有功功率，/>为串联侧变流器输出的有功功率，/>、/>分别为串联侧和并联侧变流器的损耗，由于损耗远远小于两侧传输的有功功率，所以忽略损耗的影响，且直流侧只进行有功功率的交换，所以得：
假定电网电压三相对称，可知：
并联侧变流器输出的有功功率如式(3-31)所示，其中为电压/>与电流/>的相位差。
由直流环节可知：
式中，为直流母线向串联侧流动的电流，/>为光伏装置输出的电流。
将上两式结合，通过变换可得：
所以直流部分的前馈为：
并联侧变流器的内环电流控制器为：
其中，为并联侧变流器d轴电压参考值，/>为并联侧变流器q轴电压参考值，、/>分别为并联侧接入点电压的dq分量，/>为并联侧变流器等效电阻，/>为并联侧变流器等效电感，/>为基频角频率，/>为无源控制注入的阻尼参数。
(2)串联侧变流器的控制策略为：串联侧的d轴外环用来控制线路的有功功率，串联侧的q轴外环用来控制线路的无功功率，所述的外环控制器为：
其中，为外环得出的串联侧变流器d轴电流参考值，/>为外环得出的串联侧变流器q轴电流参考值，/>为线路有功功率参考值，/>为线路有功功率，/>为线路无功功率参考值，/>为线路无功功率。
串联侧变流器的内环电流控制器为：
其中，为串联侧变流器d轴电压参考值，/>为串联侧变流器q轴电压参考值，、/>分别为串联侧接入点电压的dq分量，/>为串联侧变流器等效电阻，/>为串联侧变流器等效电感，/>为无源控制注入的阻尼参数。
(3)光伏装置的控制策略为双电压环恒压控制，具体是：内环控制器为光伏电池输出电压环，用于将光伏电池的工作电压稳定在功率/电压工作曲线较为平缓的位置，所述的光伏装置内环控制器为：
其中，为光伏电池输出电压的参考值。
外环控制器为直流母线电压环，维持直流母线电压的稳定，并根据直流母线电压参考值给出光伏电池输出的电压参考值，光伏电池输出电压参考值经过限幅处理送入内环，使参考值在功率/电压工作曲线较为平缓的区间上：
其中，为光伏装置boost电路的占空比，/>为光伏电池输出电压。
图6为半实物仿真线路有功功率的跟随结果，实验设定为0.02s时有功功率参考值从0.8pu切换到1pu，再在0.1s时切换回0.8pu。可以看出非线性控制的过渡过程非常短，在1ms以内，而且稳定在两个参考值时的波动均在0.1pu以内。
图7为半实物仿真线路无功功率的跟随结果，实验设定为0.02s时无功功率参考值从0.1pu切换到0.2pu，再在0.1s时切换回0.1pu。非线性控制的过渡过程在1ms以内，而且稳定在两个参考值时的波动分别为0.06pu、0.05pu。
图8为半实物仿真启动时直流母线电压波形。直流母线电压在启动时的瞬时电压最高为1.125pu，超调率为12.5%，达到稳态的时间大约经过30ms。
图9为半实物仿真功率切换时的直流母线电压波形。功率在0.05s时切换，直流母线电压的波动持续0.05s，波动范围为0.01pu。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或 者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表 述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或 N 个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下， 本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特 征进行结合和组合。 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如 两个，三个等，除非另有明确具体的限定。 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个 或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的 实施例所属技术领域的技术人员所理解。 在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实 现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设 备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播 或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或N个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM 或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进 行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存 储在计算机存储器中。 应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实 施方式中，N 个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或 固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离 散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场 可编程门阵列（FPGA）等。
以上所述仅是一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法的优选实施方式，一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于该思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种光伏统一潮流控制器的非线性控制方法，所述方法基于一种光伏统一潮流控制器，所述控制器包括：共用同一直流母线的并联侧变流器、串联侧变流器、直流侧电容和光伏装置；所述并联侧变流器通过变压器并入线路，所述串联侧变流器通过变压器串入输电线路，两侧变压器均采用星形接法，所述并联侧变流器和串联侧变流器均设有六个桥臂，每个桥臂由开关器件和二极管构成；所述光伏装置由光伏电池连接boost电路组成；其特征是：所述方法包括以下步骤：
步骤1：对并联侧变流器的电流内环采用无源控制，通过电流在同步旋转坐标系下的并联侧d轴分量进行有功调节，并联侧的q轴分量进行无功调节，两轴外环均采用PI控制；
所述步骤1具体为：
通过并联侧的d轴外环用来维持直流母线电压的稳定，通过并联侧的q轴外环用来保持并联侧接入点的电压稳定，外环控制器为：
其中，为外环得出的并联侧变流器d轴电流参考值，/>为外环得出的并联侧变流器q轴电流参考值，/>为直流母线电压参考值，Udc为直流母线电压，/>为并联侧接入点电压参考值，V1为并联侧接入点电压，kp为外环PI控制器的比例参数，ki为外环PI控制器的积分参数，s为拉普拉斯变换后的复变量,1/s即表示PI控制器中的积分部分；
所述步骤1中并联侧变流器的内环电流控制器具体为：
其中，为并联侧变流器d轴电压参考值，/>为并联侧变流器q轴电压参考值，V1d、V1q分别为并联侧接入点电压的dq轴分量，R1为并联侧变流器等效电阻，L1为并联侧变流器等效电感，ω为基频角频率，ra1为无源控制注入的阻尼参数，Idc2为直流母线向串联侧流动的电流，IPV为光伏部分输出的电流；I1d为并联侧变流器d轴电流实际值，I1q为并联侧变流器q轴电流实际值；
步骤2：对串联侧变流器的电流内环采用无源控制，通过电流在同步旋转坐标系下串联侧的d轴分量进行有功调节，串联侧的q轴分量进行无功调节，两轴外环均采用PI控制；
步骤3：对光伏装置采用双电压环恒压控制，内环为光伏电池输出电压环，外环为直流母线电压环，均采用PI控制器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述步骤2具体为：
串联侧的d轴外环用来控制线路的有功功率，串联侧的q轴外环用来控制线路的无功功率，所述串联侧的外环控制器为：
其中，为外环得出的串联侧变流器d轴电流参考值，/>为外环得出的串联侧变流器q轴电流参考值，P*为线路有功功率参考值，P为线路有功功率，Q*为线路无功功率参考值，Q为线路无功功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述步骤2中的串联侧变流器的内环电流控制器为：
其中，为串联侧变流器d轴电压参考值，/>为串联侧变流器q轴电压参考值，V2d、V2q分别为串联侧接入点电压的dq轴分量，I2d为串联侧变流器d轴电流实际值，I2q为串联侧变流器q轴电流实际值，R2为串联侧变流器等效电阻，L2为串联侧变流器等效电感，ra2为无源控制注入的阻尼参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是：所述步骤3具体为：
内环控制器为光伏电池输出电压环，用于将光伏电池的工作电压稳定在功率/电压工作曲线较为平缓的位置，所述的光伏装置内环控制器为：
其中，为光伏电池输出电压的参考值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是：
所述光伏侧的外环控制器为直流母线电压环，维持直流母线电压的稳定，根据直流母线电压参考值给出光伏电池输出的电压参考值，光伏电池输出电压参考值经过限幅处理送入内环，使参考值在功率/电压工作曲线较为平缓的区间上：
其中，α为光伏部分boost电路的占空比，UPV为光伏电池输出电压。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-5任意一项权利要求所述的方法。
7.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征是：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5任意一项权利要求所述的方法。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104052073A (zh) * | 2014-07-10 | 2014-09-17 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种统一潮流控制器的线路功率控制方法及系统 |
| CN105515047A (zh) * | 2016-01-12 | 2016-04-20 | 上海电力学院 | 一种光伏电池的变压控制方法 |
| CN105591385A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-05-18 | 贵州理工学院 | 一种统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统 |
| CN107645166A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-01-30 | 燕山大学 | 一种集成光伏的新型统一电能质量调节装置及其控制方法 |
| CN108808710A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-11-13 | 国网上海市电力公司 | 一种基于非线性控制的upfc三相不平衡优化方法 |
| CN111987730A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-24 | 上海大学 | 一种集成化电力电子“电压-电能-质量”配网补偿系统 |
| CN115693749A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-02-03 | 国网河南省电力公司信阳供电公司 | 太阳能、风能综合能源供电系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106549384B (zh) * | 2016-12-09 | 2019-04-16 | 国网江苏省电力公司经济技术研究院 | 一种含upfc电力系统的通用潮流计算方法 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104052073A (zh) * | 2014-07-10 | 2014-09-17 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种统一潮流控制器的线路功率控制方法及系统 |
| CN105591385A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-05-18 | 贵州理工学院 | 一种统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统 |
| CN105515047A (zh) * | 2016-01-12 | 2016-04-20 | 上海电力学院 | 一种光伏电池的变压控制方法 |
| CN107645166A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-01-30 | 燕山大学 | 一种集成光伏的新型统一电能质量调节装置及其控制方法 |
| CN108808710A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-11-13 | 国网上海市电力公司 | 一种基于非线性控制的upfc三相不平衡优化方法 |
| CN111987730A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-24 | 上海大学 | 一种集成化电力电子“电压-电能-质量”配网补偿系统 |
| CN115693749A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-02-03 | 国网河南省电力公司信阳供电公司 | 太阳能、风能综合能源供电系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "A Novel Control Technique of Solar Farm Inverter as PV-UPFC for the Enhancement of Transient Stability in Power Grid";Ramya.L;<2016 International Conference on Emerging Trends in Engineering, Technology and Science (ICETETS)>;第10.1109/ICETETS.2016.7603090卷;1-6 * |
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