一种电压不对称暂降时光伏逆变器的控制方法技术

一种电压不对称暂降时光伏逆变器的控制方法，属于光伏发电控制技术领域。步骤包括：依据光伏电池数学模型和工程实用的电池参数搭建光伏阵列模型；电网电压正负序分量的提取；基于灵活有功无功控制FARC策略计算输出电流参考值，并分析基于FARC策略的逆变器输出功率波动率和输出电流谐波总畸变率；在静止坐标系下使用比例谐振PR控制器来设计并网电流控制结构。利用PSCAD/EMTDC软件搭建了相应的仿真模型。无论是在电网电压对称或不对称条件下都能很好的实现并网控制并具有较好的动态性能。优点在于，在于能够有效的实现电压不对称暂降时光伏逆变器的并网电流控制；且其输出功率波动率和输出电流总谐波畸变率比采用其他控制策略时小；有助于提高光伏电站的不对称故障穿越能力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于光伏发电控制
。步骤包括：依据光伏电池数学模型和工程实用的电池参数搭建光伏阵列模型；电网电压正负序分量的提取；基于灵活有功无功控制FARC策略计算输出电流参考值，并分析基于FARC策略的逆变器输出功率波动率和输出电流谐波总畸变率；在静止坐标系下使用比例谐振PR控制器来设计并网电流控制结构。利用PSCAD/EMTDC软件搭建了相应的仿真模型。无论是在电网电压对称或不对称条件下都能很好的实现并网控制并具有较好的动态性能。优点在于，在于能够有效的实现电压不对称暂降时光伏逆变器的并网电流控制；且其输出功率波动率和输出电流总谐波畸变率比采用其他控制策略时小；有助于提高光伏电站的不对称故障穿越能力。【专利说明】
本专利技术属于光伏发电控制
，特别是提供了。
技术介绍
目前，绝大多数的光伏逆变器控制策略都是基于理想电网电压，不对称电压暂降条件下的控制策略却少有人研究。而实际上，不对称电压暂降时有发生，其原因主要是雷击、短路故障与大容量电机启动等。这种情况下，由于电网电压中负序分量的存在，电网电压和并网电流在同步旋转坐标系下均存在2倍频脉动，此时光伏逆变器若仍采用电网电压对称时的控制策略，将无法有效控制电流负序分量，不但会导致输出电流波形畸变，增加逆变器的谐波损耗，还会引起直流侧电压2倍工频波动，缩短直流侧电容的寿命；直流侧电压2次谐波又会引发逆变器输出功率波动，从而影响光伏电池的最大功率跟踪控制，降低光伏电池的转换效率，甚至会出现逆变器功率控制不稳定而烧毁逆变器。随着光伏发电在我国应用的快速增长，其在接入电网特殊运行情况下的工作特性应予以足够的关注，研究电压不对称暂降时光伏逆变器控制策略，提高光伏系统运行的稳定性是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决了实际电网中经常出现的不对称电压暂降，并满足实际工程的需要。光伏逆变器输出电流参考值计算和电流控制策略是电压不对称暂降时光伏逆变器控制的两个最主要问题。本专利技术依据瞬时功率理论，提出一种电压不对称暂降时输出电流参考值计算方法，并用比例谐振PR控制器设计并网电流控制结构。利用PSCAD/EMTDC软件搭建了相应的仿真模型。无论是在电网电压对称或不对称条件下都能很好的实现并网控制并具有较好的动态性能。本专利技术包括:光伏阵列、电网电压正负序分离部分、输出电流参考值计算部分和电流控制部分。包括以下步骤步骤1:依据光伏电池数学模型和工程实用的电池参数搭建光伏阵列模型；步骤2:电网电压正负序分量的提取；步骤3:基于灵活有功无功控制FARC策略计算输出电流参考值，并分析基于FARC策略的逆变器输出功率波动率和输出电流谐波总畸变率；步骤4:在静止坐标系下使用比例谐振PR控制器来设计并网电流控制结构。在所述步骤I中，采用美国SEL实验室(Solar Energy Laboratory)提出的光伏电池5参数模型，该模型采用光伏电池单二极管等效物理数学模型来评估光伏阵列的输出性能，其等效电路为一个电流源并联一个反向二极管和一个等效并联电阻，然后再串联一个等效串联电阻，共包含5个参数:光生电流(Ipv)、二极管反向饱和漏电流(I。)、理想因子(a)、等效并联电阻(Rp)和等效串联电阻(Rs)。5参数光伏电池模型的1-V特性为:【权利要求】1.，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:依据光伏电池数学模型和工程实用的电池参数搭建光伏阵列模型； 采用美国SEL实验室提出的光伏电池5参数模型，该模型采用光伏电池单二极管等效物理数学模型来评估光伏阵列的输出性能，其等效电路为一个电流源并联一个反向二极管和一个等效并联电阻，然后再串联一个等效串联电阻，共包含5个参数:光生电流Ipv、二极管反向饱和漏电流I。、理想因子a、等效并联电阻Rp和等效串联电阻Rs ;5参数光伏电池模型的ι-ν特性为: 2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，采用FARC策略的光伏逆变器输出有功功率、无功功率波动率为:.p-P ￡(2^k) 【文档编号】H02J3/38GK103825486SQ201410022824【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日 【专利技术者】徐永海, 黄浩, 杨琳 申请人:华北电力大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压不对称暂降时光伏逆变器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：依据光伏电池数学模型和工程实用的电池参数搭建光伏阵列模型；采用美国SEL实验室提出的光伏电池5参数模型,该模型采用光伏电池单二极管等效物理数学模型来评估光伏阵列的输出性能，其等效电路为一个电流源并联一个反向二极管和一个等效并联电阻，然后再串联一个等效串联电阻，共包含5个参数：光生电流Ipv、二极管反向饱和漏电流Io、理想因子a、等效并联电阻Rp和等效串联电阻Rs；5参数光伏电池模型的I‑V特性为：I=Ipv-I0[exp(V+RsIVta)-1]-V+RsIRp]]>步骤2：根据对称分量法，从三相电网电压中提取出电压正、负序分量；所述的对称分量法，从不对称三相电压中提取出正、负序电压分量，正、负、零序电压提取公式分别为：va+vb+vc+=131aa2a21aaa21vavbvc]]>va-vb-vc-=131a2aa1a2a2a1vavbvc]]>va0vb0vc0=13111111111vavbvc]]>步骤3：基于有功无功控制FARC策略计算输出电流参考值，并分析基于FARC策略的逆变器输出功率波动率和输出电流谐波总畸变率；通过引入一个变量k提出了一种灵活的光伏逆变器输出电流参考值计算方法FARC，电压不对称暂降时基于FARC策略的光伏逆变器输出电流参考值表达式为：i=ip+iq=Pv+Qv⊥|v+|2+kv+·v-+|v-|2]]>式中，k为引入的一个变量且0≤k≤2。通过对FARC策略的分析给出基于FARC策略的光伏逆变器输出有功、无功功率波动率和输出电流总谐波畸变率的计算方法，同时给出了输出功率波动率和电流总谐波畸变率曲线，继而分析了影响输出功率波动和电流谐波的因素；步骤4：在静止坐标系下使用比例谐振PR控制器来设计并网电流控制结构。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永海，黄浩，杨琳，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11