WO2024067558A1 - 一种并网逆变系统及低频振荡抑制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种并网逆变系统及低频振荡抑制方法，该系统包括变流器、附加阻尼控制器、采样电路以及控制器，变流器与直流输入端、电网、控制器和采样电路连接，采样电路与附加阻尼控制器连接，控制器与附加阻尼控制器连接；变流器用于向电网输出并网电压、并网电流以及功率；采样电路用于检测并网电压、并网电流和电网的电网频率；附加阻尼控制器，用于在电网处于低频振荡状态时，基于并网电压和电网频率，向控制器输出功率附加值；其中，功率附加值包括有功附加值和无功附加值；控制器用于根据功率附加值，调整变流器输出的无功功率和有功功率。本申请通过使用功率附加值调整变流器输出功率抑制低频振荡且减少并网电压波动和发电量损失。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求在2022年09月29日提交中国专利局、申请号为202211200465.2、申请名称为“一种并网逆变系统及低频振荡抑制方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请涉及新能源发电控制领域，尤其涉及一种并网逆变系统及低频振荡抑制方法。
随着新能源比例的提升，长距离重负荷输电情况下，电网频繁出现低频振荡现象，低频振荡是一种发电机转子间的相对摇摆缺乏阻尼引起的持续振荡现象，低频功率振荡可能导致同步发电机的振荡失步，进而导致系统解列，极大的威胁了电网的安全稳定运行。
传统的抑制低频振荡的技术可能会导致电网中并网电压的剧烈变化，进而导致电压越限，影响发电站对瞬态过电压的响应能力。另外，另一些现有抑制低频振荡的技术可能会造成较大的发电量损失。
因此，如何在抑制低频振荡的过程中避免电压越限以及减少发电量损失是目前亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种并网逆变系统及低频振荡抑制方法，用于解决现有技术中存在的抑制低频振荡的过程中电压越限以及发电量损失的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种并网逆变系统，包括变流器、附加阻尼控制器、采样电路以及控制器，所述变流器分别与直流输入端、电网、控制器和采样电路连接，所述采样电路与所述附加阻尼控制器连接，所述控制器与所述附加阻尼控制器连接；
所述变流器，用于向所述电网输出并网电压、并网电流、无功功率以及有功功率；
所述采样电路，用于采集所述并网电压、所述并网电流和所述电网的电网频率；
所述附加阻尼控制器，用于在所述电网处于低频振荡状态时，基于所述并网电压和所述电网频率，向所述控制器输出功率附加值；其中，所述功率附加值包括有功附加值和无功附加值；
所述控制器，用于根据所述功率附加值，调整所述变流器输出的无功功率和有功功率。
上述并网逆变系统可以实现在电网处于低频振荡状态时，控制器根据功率附加值，调整变流器输出的无功功率和有功功率，避免由于无功功率的变化量导致的并网电压的剧烈波动，进而保证电网的安全性。还可以使得无功功率尽可能地参与低频振荡的抑制过程，变相减少有功功率的变化量，进而减少了因有功功率变化造成的发电量损失。
在一种可能的实施方式中，控制器用于：
根据所述无功附加值，调整所述变流器输出的无功功率的无功参考值，并根据所述有功附加值，调整所述变流器输出的有功功率的有功参考值；其中，功率参考值包括所述无功参考值和所述有功参考值；
根据所述并网电流、所述并网电压和调整后的功率参考值，控制所述变流器输出无功功率和有功功率。
通过该实施方式，并网逆变系统可以确定变流器输出功率的功率参考值，以进一步控制变流器输出对应的功率。
在一种可能的实施方式中，所述控制器用于：
当所述并网电压在设定的电压范围内，且调整后的无功参考值小于或等于设定的无功功率阈值时，对所述有功附加值清零。
基于上述并网逆变系统，当并网电压在设定的电压范围内，即电网安全，且变流器可提供的无功功率可以符合抑制电网低频振荡的需要时，变流器输出无功功率，而对有功附加值清零，从而可以减小有功功率变化造成的发电量损失。
在一种可能的实施方式中，所述控制器用于：
当所述并网电压在所述电压范围内，且调整后的无功参考值大于所述无功功率阈值时，调整所述无功参考值等于所述无功功率阈值。
基于上述并网逆变系统，当并网电压在电压范围内时，即保证电网安全的情况下，若调整后的无功参考值大于无功功率阈值，即变流器可提供的无功功率无法符合抑制电网低频振荡的需要，则需要改变有功功率以达到更好的低频振荡抑制效果，由于变流器输出符合无功功率阈值的无功功率抑制低频振荡，从而可以尽可能减少根据有功功率的变化量，进而减少发电量损失。
在一种可能的实施方式中，所述控制器用于：
当所述并网电压在所述电压范围内，调整后的无功参考值大于所述无功功率阈值，且调整当所述并网电压不在所述电压范围内，对所述无功附加值清零。
基于上述并网逆变系统，当并网电压不在电压范围内时，对无功附加值清零，从而减小变流器输出的无功功率变化量，使得并网电压恢复到合理的范围内，避免无功功率变化造成的并网电压剧烈波动以及并网电压越限的问题。
在一种可能的实施方式中，所述控制器，还用于：
当所述电网频率在目标频率范围内时，向所述阻尼控制器发送操作指令；其中，所述操作指令用于指示所述电网进入所述低频振荡状态。
在一种可能的实施方式中，所述目标频率范围是根据所述电网的低频振荡频率范围和频率波动偏差值调整的。
第二方面，本申请还提供一种低频振荡抑制方法，应用于并网逆变系统，所述并网逆变系统包括变流器、附加阻尼控制器、采样电路以及控制器，所述变流器分别与直流输入端、电网、控制器和采样电路连接，所述采样电路与所述附加阻尼控制器连接，所述控制器与所述附加阻尼控制器连接；所述方法包括：
变流器向所述电网输出并网电压、并网电流、无功功率以及有功功率；
采样电路采集所述并网电压、所述并网电流和所述电网的电网频率；
附加阻尼控制器在所述电网处于低频振荡状态时，基于所述并网电压和所述电网频率，向所述控制器输出功率附加值；其中，所述功率附加值包括有功附加值和无功附加值；
控制器根据所述功率附加值，调整所述变流器输出的无功功率和有功功率。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述功率附加值，调整所述变流器输出的无功功率和有功功率，包括：
控制器根据所述无功附加值，调整所述变流器输出的无功功率的无功参考值，并根据所述有功附加值，调整所述变流器输出的有功功率的有功参考值；其中，功率参考值包括所述无功参考值和所述有功参考值；
根据所述并网电流、所述并网电压和调整后的功率参考值，控制所述变流器输出无功功率和有功功率。
在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
当所述并网电压在设定的电压范围内，且调整后的无功参考值小于或等于设定的无功功率阈值时，控制器对所述有功附加值清零。
在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
当所述并网电压在所述电压范围内，且调整后的无功参考值大于所述无功功率阈值时，控制器调整所述无功参考值等于所述无功功率阈值。
在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
当所述并网电压不在所述电压范围内，控制器对所述无功附加值清零。
在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
当所述电网频率在目标频率范围内时，控制器向所述阻尼控制器发送操作指令；其中，所述操作指令用于指示所述电网进入所述低频振荡状态。
在一种可能的实施方式中，所述目标频率范围是根据所述电网的低频振荡频率范围和频率波动偏差值调整的。
图1为一种光伏电网的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种并网逆变系统的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种并网逆变系统的具体结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种低频振荡抑制方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种低频振荡抑制方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种低频振荡抑制方法的流程示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种低频振荡抑制方法的流程示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种低频振荡抑制方法的流程示意图。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
为便于理解本申请实施例，下面先对本申请实施例中涉及的部分用语进行解释说明。
一、低频振荡
电网的低频振荡是一种发电机转子间的相对摇摆缺乏阻尼引起的持续振荡现象，电网的低频振荡频率一般在0.1Hz～2.5Hz之间，低频振荡可能导致同步发电机的振荡失步，进而导致电网的解列，极大的威胁了电网的安全稳定运行。
二、有功功率和无功功率
电网输出的功率包括以下两部分：
第一种是有功功率：电气设备直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能。利用这些能量作功，电气设备的这部分功率称为有功功率。
第二种是无功功率：电气设备不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能是电气设备能够作功的必备条件，并且这种能可以在电网中与电能进行周期性转换。利用这种能量作功，电气设备的这部分功率称为无功功率。比如电磁元件建立磁场所占用的电能，电容元件建立电场所占用的电能。
另外，应理解，本申请实施例中的术语“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一个或者更多个该特征。“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合，例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c，或a和b和c。
目前针对电网的低频振荡抑制方法主要分为无功抑制、有功抑制和有功无功综合抑制方法。
当采用无功抑制方法抑制低频振荡时，由于电网并网标准要求变流器需要具有电网电压支撑作用，在弱电网情况下较大的无功功率变化会引起并网电压的剧烈变化，甚至引起电压越限，进而影响电网对瞬态过电压的响应能力。
采用有功抑制方法时，变流器大部分时间处于最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)状态，通常是通过实时检测输入的电压和电流，计算输入功率，并根据预先设定的某些控制算法，使得系统实现对输入的最大功率点的追踪。然而，部分控制算法不具备功率调控能力，部分控制算法要求变流器先将功率下降一半预留功率参与阻尼振荡，但功率恢复时有可能会产生新的振荡，同时会造成较大发电量损失；也有部分控制算法仅具备变流器功率下调能力，同样存在较大的发电量损失。
采用有功无功综合抑制时，协调抑制方法多样，但是目前的协调抑制方法都未能在抑制低频振荡时减少并网电压波动和发电量损失。
基于上述问题，本申请实施例提供一种并网逆变系统及低频振荡抑制方法，用以避免抑制低频振荡导致的并网电压越限以及发电量损失的问题。
应理解，本申请实施例可以应用到一种电网中，该电网可以为光伏电网，或者包含其它能源方式(如风电)的混合电网，该电网可以为任何包含变流器或与变流器相似功能的设备的电网，比如光伏逆变器或储能变流器，本申请实施例对此不做具体的限定，为了方便说明，本申请实施例以光伏电网为例。光伏电网是将光伏组件产生的直流电经过变流器转换成符合电网要求的交流电之后接入公共电网或者给负载供电。图1示出了一种光伏电网的结构示意图，如图1中所示，光伏电网通常是由光伏组件和变流
器等设备组成的，与公共电网或负载连接，变流器用于将直流电逆变成交流电，并将交流电传提供给公共电网或者负载。
下面结合上述描述的应用场景，参考附图来描述本申请示例性实施方式提供的并网逆变系统，需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本申请的精神和原理而示出，本申请的实施方式在此方面不受任何限制。
图2为本申请实施例提供的一种并网逆变系统的结构示意图。并网逆变系统包括变流器、附加阻尼控制器、采样电路以及控制器，变流器分别与直流输入端、电网、控制器和采样电路连接，采样电路与附加阻尼控制器连接，控制器与附加阻尼控制器连接。
下面结合上述装置构成和连接关系对该并网逆变系统进行详细说明：
变流器，用于向电网输出并网电压、并网电流、无功功率以及有功功率；
采样电路，用于检测并网电压、并网电流和电网的电网频率；
附加阻尼控制器，用于在电网处于低频振荡状态时，基于并网电压和电网频率，向控制器输出功率附加值；
控制器，用于根据无功附加值，调整变流器输出的无功功率的无功参考值，并根据有功附加值，调整变流器输出的有功功率的有功参考值；并根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。
应理解，采集的变流器的并网电压可以为变流器的端口电压，并网电流可以为变流器的端口电流，电网频率可以为变流器端口电流频率，本方案中的并网电压和并网电流并非限定在并网点处的模拟量信号，比如联络线处的模拟量信号，作为判断和抑制低频振荡的模拟量信号都应理解为本申请中所采集的模拟量信号，比如电压、电流、频率、功率等模拟量信号。
需要说明的是，功率附加值包括无功附加值和有功附加值，功率参考值包括无功参考值和有功参考值。进一步的，调整无功参考值即对当前无功参考值和无功附加值进行叠加，同理，调整有功参考值即对当前有功参考值和有功附加值进行叠加。
本申请对于模拟量信号的处理方法不做具体的限定，以并网点处的并网电压为例，采样模块可以基于电压瞬时幅值计算算法对电站的并网点当前时刻的电压模拟量信号进行处理，或基于常规傅里叶计算算法对并网点当前时刻的电压模拟量信号进行处理，确定并网点当前时刻的电压瞬时幅值为并网电压。
可选的，控制器可以但不限于通过以下方式，确定低频振荡状态：
当控制器接收到的电网频率在目标频率范围内时，确定电网进入低频振荡状态。其中，目标频率范围可以是根据电网的低频振荡频率范围和频率波动偏差值确定的，频率波动偏差可以是用户预设值，用户可以根据电网实际运行情况和实际装置规格方面的差异性，对低频振荡频率范围进行合理调整，从而更准确、及时地对低频振荡现象进行响应。
通过根据电网实际运行情况和实际装置规格方面的差异性，对低频振荡频率范围进行合理调整，可以使本方案提供的并网逆变系统更准确、及时地对低频振荡现象进行响应。
在一种可能的实施方式中，当并网电压在设定的电压范围内，且无功参考值小于或等于设定的无功功率阈值时，控制器对有功附加值清零，并根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。通过上述控制过程可以稳定电网的并网电压波动，从而在电网安全的情况下，先使用无功参考值改变无功功率输出量抑制低频振荡，而不改变有功功率，相当于减少了有功功率的变化量，从而达到避免发电量损失的目的。
在一种可能的实施方式中，若在抑制过程中出现并网电压在设定的电压范围内，且调整后的无功参考值大于设定的无功功率阈值的情况，控制器还可以调整无功参考值等于无功功率阈值，并根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。由于无法输出符合无功参考值的无功功率，只能输出符合无功功率阈值的无功功率，因而需要通过输出符合有功参考值的有功功率才能达到更好的低频振荡抑制效果。控制器基于接收的经过无功抑制后的有功附加值，调整有功参考值，进而控制变流器输出无功功率和有功功率。
区别于传统的有功无功结合的综合抑制方式在检测到低频振荡状态后，开始计算有功参考值和无功参考值，并根据计算得到的参考值对变流器进行控制抑制低频振荡的过程，本申请中的并网逆变系统可以在使用无功参考值改变无功功率输出量对电网进行低频振荡抑制后，根据无功抑制后的并网电压和并网电流调整有功参考值，对低频振荡进行有功抑制。因而相比于传统的有功无功结合的综合抑制方式，
使得无功功率尽可能的参与低频振荡抑制过程，减少了有功功率的变化量，从而减少了发电量损失。
在一种可能的实施方式中，当并网电压不在电压范围内，控制器对无功附加值清零，并根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。可以避免无功功率波动较大导致弱电网并网电压越限的问题，进而保证电网安全。
进一步的，当并网电压不在电压范围内，若调整后的有功参考值小于等于设定的有功功率阈值，则控制器根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。若调整后的有功参考值大于设定的有功功率阈值，则控制器调整有功参考值等于有功功率阈值，并根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。通过上述方法，可以在避免并网电压越限，保证电网安全的前提下，控制变流器输出有功功率抑制电网的低频振荡现象。
需要说明的是，上述电压范围可以为根据电网标准的低电压故障触发阈值和高电压故障触发阈值确定的电压范围，也可以是根据用户需求设定的电压范围，比如，用户为进一步保障电网安全，结合电网的实际运行情况，对基于低电压故障触发阈值和高电压故障触发阈值确定的电压范围进行调整，得到更加安全的电压范围。
另外，上述设定无功功率阈值可以是受变流器规格限制的最大无功参考值，也可以根据用户需求设定的无功功率阈值，比如，用户计划使用50％的无功功率参与低频振荡的抑制，则设定相应的无功功率阈值为50％的无功功率，有功功率阈值的设定同理，在此不再赘述，通过对有功功率阈值和无功功率阈值的设定，确定可以输出的最大有功功率和最大无功功率。应理解，本申请的有功功率阈值和无功功率阈值是指可以输出的功率的最大数值，比如，可以输出的最大有功功率包括正向的50kW和负向的50kW，则设定有功功率阈值为50kW。
下面结合图3对图2中的并网逆变系统的结构进一步说明：
可选的，如图3所示，附加阻尼控制器可以包括附加有功阻尼控制器和附加无功阻尼控制器。其中，附加有功阻尼控制器分别与控制器和采集电路连接，附加无功阻尼控制器分别与控制器和采集电路连接。
附加有功阻尼控制器用于在检测到电网发生低频振荡之后，根据预存的内部算法和变流器的并网电压、电网频率，输出有功附加值，进而通过控制器调整当前的有功参考值；附加无功阻尼控制器用于在检测到电网发生低频振荡之后，基于内部预存的算法和变流器的并网电压、电网频率，输出无功附加值，进而通过控制器调整当前的无功参考值。
需要说明的是，上述控制器和采集电路可以封装后应用于电网中，也可以集成在厂站端功率控制装置或变流器中，其中，厂站端功率控制装置可以是电站控制器(power plant controller，PPC)，或者发电厂控制器(power generator controller，PGC)，或者新能源调频或调压装置，或者自动发电控制(automatic generation control，AGC)或自动电压控制(automatic voltage control，AVC)系统，或者数据采集与监视控制(supervisory control and data acquisition，SCADA)系统，或者其它可以对电网功率进行协调控制的装置，本申请实施例对此不做具体的限定。
基于同一技术构思，本申请实施例还提供一种低频振荡抑制方法，该低频振荡抑制方法可以应用于上述图2所示的或者与图2功能结构类似的并网逆变系统。下面结合附图以及上述并网逆变系统，对本申请提供的一种低频振荡抑制方法作进一步说明：
如图4所示，为本申请实施例提供的一种低频振荡抑制方法的流程示意图，该方法包括：
步骤401：采集电路采集并网电压、并网电流和电网频率。
步骤402：控制器确定电网处于低频振荡状态。
步骤403：附加阻尼控制器基于并网电压和电网频率，向控制器输出功率附加值。
步骤404：控制器根据功率附加值调整功率参考值。当并网电压在电压范围内，且调整后的无功参考值小于或等于无功功率阈值时，执行步骤405；当并网电压在电压范围内，且调整后的无功参考值大于无功功率阈值，执行步骤406；当并网电压不在电压范围内时，执行步骤407。
步骤405：控制器对有功附加值清零。
步骤406：控制器调整无功参考值为无功功率阈值。
步骤407：控制器对无功附加值清零。
步骤408：控制器根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。
需要说明的是，本申请中附图各步骤的顺序可以根据用户需求设置，达到相同的技术效果即可，图
中仅为一种示例，下文不再赘述。
在一种可能的实施例中，本申请实施例提供另一种低频振荡抑制方法，该方法使用有功功率和无功功率抑制低频振荡，且优先使用有功功率抑制低频振荡，如图5所示，为本申请实施例提供的另一种低频振荡抑制方法的流程示意图，该方法包括：
步骤501：采集电路采集并网电压、并网电流和电网频率。
步骤502：控制器确定电网处于低频振荡状态。
步骤503：附加阻尼控制器基于并网电压和电网频率，向控制器输出功率附加值。
步骤504：控制器根据功率附加值调整功率参考值。
步骤505：控制器判断调整后的有功参考值是否大于有功功率阈值，若是，则执行步骤506，否则，执行步骤510。
步骤506：控制器调整有功参考值等于有功功率阈值，执行步骤507。
步骤507：控制器判断并网电压是否在电压范围内，若是，则执行步骤508，否则，则执行步骤509。
步骤508：控制器对有功附加值清零。
步骤509：控制器对无功附加值清零。
步骤510：控制器根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。
在一种可能的实施例中，本申请实施例提供另一种低频振荡抑制方法，该方法使用有功功率和无功功率抑制低频振荡，且优先使用无功参考值改变无功功率输出量抑制低频振荡，如图6所示，为本申请实施例提供的另一种低频振荡抑制方法的流程示意图，该方法具体包括：
步骤601：采集电路采集并网电压、并网电流和电网频率。
步骤602：控制器确定电网处于低频振荡状态。
步骤603：附加阻尼控制器基于并网电压和电网频率，向控制器输出功率附加值。
步骤604：控制器根据功率附加值调整功率参考值。
步骤605：控制器判断并网电压是否在电压范围内，若是，则执行步骤606，否则，则执行步骤608。
步骤606：控制器判断调整后的无功参考值是否大于无功功率阈值，若是，则执行步骤607，否则，执行步骤609。
步骤607：控制器调整无功参考值等于无功功率阈值。
步骤608：控制器对无功附加值清零。
步骤609：控制器对有功附加值清零。
步骤610：控制器根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。
在一种可能的实施例中，本申请实施例提供另一种低频振荡抑制方法，该方法使用无功功率抑制低频振荡，不使用有功功率抑制低频振荡，如图7所示，为本申请实施例提供的另一种低频振荡抑制方法的流程示意图，该方法包括：
步骤701：采集电路采集并网电压、并网电流和电网频率。
步骤702：控制器确定电网处于低频振荡状态。
步骤703：附加阻尼控制器基于并网电压和电网频率，向控制器输出功率附加值。
步骤704：控制器根据功率附加值调整功率参考值。
需要说明的是，由于不使用有功功率抑制低频振荡，因此有功附加值为零。
步骤705：控制器判断并网电压是否在电压范围内，若是，则执行步骤706，否则，则执行步骤707。
步骤706：控制器判断调整后的无功参考值是否大于无功功率阈值，若是，则执行步骤708，否则，执行步骤709。
步骤707：控制器对无功附加值清零。
步骤708：控制器调整无功参考值等于无功功率阈值。
步骤709：控制器根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。
在一种可能的实施例中，本申请实施例提供另一种低频振荡抑制方法，该方法使用有功功率抑制低频振荡，不使用无功功率抑制低频振荡，如图8所示，为本申请实施例提供的另一种低频振荡抑制方法
的流程示意图，该方法包括：
步骤801：采集电路采集并网电压、并网电流和电网频率。
步骤802：控制器确定电网处于低频振荡状态。
步骤803：附加阻尼控制器基于并网电压和电网频率，向控制器输出功率附加值。
需要说明的是，由于不使用无功功率抑制低频振荡，因此无功附加值为零。
步骤804：控制器根据功率附加值调整功率参考值。
步骤805：控制器判断调整后的有功参考值是否大于有功功率阈值，若是，则执行步骤806，否则，执行步骤807。
步骤806：控制器调整有功参考值等于有功功率阈值。
步骤807：控制器根据并网电流、并网电压、调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。
本申请公开的一种并网逆变系统及低频振荡抑制方法，并网逆变系统包括变流器、附加阻尼控制器、采样电路以及控制器，变流器分别与直流输入端、电网、控制器和采样电路连接，采样电路与附加阻尼控制器连接，控制器与附加阻尼控制器连接，变流器，用于向电网输出并网电压和并网电流；采样电路用于检测并网电压、并网电流和电网的电网频率；附加阻尼控制器用于在电网处于低频振荡状态时，基于并网电压和电网频率，向控制器输出功率附加值；控制器用于根据无功附加值，调整变流器输出的无功功率的无功参考值，并根据有功附加值，调整变流器输出的有功功率的有功参考值；当并网电压在设定的电压范围内，且无功参考值小于或等于设定的无功功率阈值时，控制器对有功附加值清零，并根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。该方案可以实现在抑制电网低频振荡时，控制并网电压在设定的电压范围内输出无功功率，避免因无功功率变化导致的并网电压剧烈波动，进而保证电网的安全性。
另外，对有功附加值清零，从而可以避免对有功功率输出量进行改变造成的发电量损失。
当并网电压在电压范围内，调整后的无功参考值大于无功功率阈值，且调整后的有功参考值小于等于有功功率阈值时，控制器还可以调整无功参考值等于无功功率阈值，并根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率，在减少并网电压波动的前提下，由于使无功功率尽可能地参与低频振荡的抑制过程，变相的减少了有功功率的变化量，进而减少了发电量损失。
当并网电压不在电压范围内，控制器还可以对无功附加值清零，并根据并网电流、并网电压和调整后的功率参考值，控制变流器输出无功功率和有功功率。通过输出符合有功功率阈值的有功功率抑制低频振荡，并通过减少无功功率变化量避免并网电压波动，进而保障电网的安全性。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的保护范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
- 一种并网逆变系统，包括变流器、附加阻尼控制器、采样电路以及控制器，其特征在于，所述变流器分别与直流输入端、电网、控制器和采样电路连接，所述采样电路与所述附加阻尼控制器连接，所述控制器与所述附加阻尼控制器连接；所述变流器，用于向所述电网输出并网电压、并网电流、无功功率以及有功功率；所述采样电路，用于采集所述并网电压、所述并网电流和所述电网的电网频率；所述附加阻尼控制器，用于在所述电网处于低频振荡状态时，基于所述并网电压和所述电网频率，向所述控制器输出功率附加值；其中，所述功率附加值包括有功附加值和无功附加值；所述控制器，用于根据所述功率附加值，调整所述变流器输出的无功功率和有功功率。
- 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器用于：根据所述无功附加值，调整所述变流器输出的无功功率的无功参考值，并根据所述有功附加值，调整所述变流器输出的有功功率的有功参考值；其中，功率参考值包括所述无功参考值和所述有功参考值；根据所述并网电流、所述并网电压和调整后的功率参考值，控制所述变流器输出无功功率和有功功率。
- 如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器用于：当所述并网电压在设定的电压范围内，且调整后的无功参考值小于或等于设定的无功功率阈值时，对所述有功附加值清零。
- 如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器用于：当所述并网电压在所述电压范围内，且调整后的无功参考值大于所述无功功率阈值时，调整所述无功参考值等于所述无功功率阈值。
- 如权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述控制器，还用于：当所述并网电压不在所述电压范围内，对所述无功附加值清零。
- 如权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器，还用于：当所述电网频率在目标频率范围内时，向所述阻尼控制器发送操作指令；其中，所述操作指令用于指示所述电网进入所述低频振荡状态。
- 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述目标频率范围是根据所述电网的低频振荡频率范围和频率波动偏差值调整的。
- 一种低频振荡抑制方法，应用于并网逆变系统，其特征在于，所述并网逆变系统包括变流器、附加阻尼控制器、采样电路以及控制器，所述变流器分别与直流输入端、电网、控制器和采样电路连接，所述采样电路与所述附加阻尼控制器连接，所述控制器与所述附加阻尼控制器连接；所述方法包括：所述变流器向所述电网输出并网电压、并网电流、无功功率以及有功功率；所述采集电路采集所述并网电压、所述并网电流和所述电网的电网频率；所述附加阻尼控制器在所述电网处于低频振荡状态时，基于所述并网电压和所述电网频率，向所述控制器输出功率附加值；其中，所述功率附加值包括有功附加值和无功附加值；所述控制器根据所述功率附加值，调整所述变流器输出的无功功率和有功功率。
- 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述功率附加值，调整所述变流器输出的无功功率和有功功率，包括：所述控制器根据所述无功附加值，调整所述变流器输出的无功功率的无功参考值，并根据所述有功附加值，调整所述变流器输出的有功功率的有功参考值；其中，功率参考值包括所述无功参考值和所述有功参考值；根据所述并网电流、所述并网电压和调整后的功率参考值，控制所述变流器输出无功功率和有功功率。
- 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述并网电压在设定的电压范围内，且调整后的无功参考值小于或等于设定的无功功率阈值时，所述控制器对所述有功附加值清零。
- 如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述并网电压在所述电压范围内，且调整后的无功参考值大于所述无功功率阈值时，所述控制器调整所述无功参考值等于所述无功功率阈值。
- 如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述并网电压不在所述电压范围内，所述控制器对所述无功附加值清零。
- 如权利要求8-12任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述电网频率在目标频率范围内时，所述控制器向所述阻尼控制器发送操作指令；其中，所述操作指令用于指示所述电网进入所述低频振荡状态。
- 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述目标频率范围是根据所述电网的低频振荡频率范围和频率波动偏差值调整的。
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