一种弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法技术

本发明专利技术公开了一种弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法，包括：利用对称分量法提取正负序电压分量；计算正序电压有效值；根据光线强弱及电压降落大小与无功电流补偿曲线计算需要补偿的无功电流。本发明专利技术所述弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法，可以克服现有技术中注入电网电流谐波含量超过国家标准、弃光而导致的电能损失以及电网安全性差等缺陷，以实现注入电网谐波含量小、光伏发电量多、电网安全性好的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法
本专利技术涉及太阳能光伏发电
，具体地，涉及一种弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法。
技术介绍
由于光伏并网逆变器是PWM斩波型电力电子装置，必定存在较大的高次谐波。特别弱光情况下，光伏逆变器的负载率低，通常在10％以下，逆变器并网电流畸变率(THD)通常大于5％，特别是逆变器的开关频率及其整数倍附近的谐波含量超标严重，大型光伏电站容量可能达到百兆瓦级，即使1％的负载率，输出容量也将达到1MW的水平。这时，若光伏逆变器继续并网运行，则光伏电站却是一个很大的谐波源，反而增加了大电网的负担；若光伏逆变器停止运行，则出现弃光现象，造成严重电能浪费。因此，光伏并网逆变器的输出电流质量问题已经成为制约大型光伏电站电网接入的突出问题。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在注入电网电流谐波含量超过国家标准、弃光而导致的电能损失以及电网安全性差等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出一种弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法，以实现注入电网谐波含量小、光伏发电量多、电网安全性好的优点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法，包括：a、利用对称分量法提取正负序电压分量；b、计算正序电压有效值；c、根据光线强弱及电压降落大小与无功电流补偿曲线计算需要补偿的无功电流。进一步地，所述步骤a，具体包括：利用对称分量法，对三相电网电压进行正负序电压分量提取。进一步地，所述步骤b，具体包括：采用锁相环得到基波正序电压分量的同步旋转角θp，计算同步旋转坐标系下的d、q轴基波正序电压分量udp和uqp；利用计算电网电压有效值U1。进一步地，所述步骤c，具体包括：当电网电压有效值U1处于额定值UN的-10％至+10％之间时为电网电压正常区域：若光线较强，则根据电网无功调度要求，即来自电网调度中心的无功功率指令Q*或光伏并网逆变器自身预先设定的无功功率指令Q*，根据计算参考无功电流分量若光线较弱，则根据本专利技术提出的电网电压有效值变化与系统需要补偿的无功电流曲线进行计算参考无功电流分量进一步地，所述步骤c，具体还包括：当检测到电网电压有效值U1由额定值UN的+10％向-C％、-10％方向变化时，由式(1)计算需要吸收的无功电流指令B％需要根据实际情况进行优化，B％一般处于5％至15％之间；IN表示光伏并网逆变器的额定电流；C为数值较小的正数。进一步地，所述步骤c，具体还包括：当检测到电网电压有效值U1由额定值UN的-10％向+C％、+10％方向变化时，由式(2)计算需要发出的无功电流指令B％需要根据实际情况进行优化，B％一般处于5％至15％之间；IN表示光伏并网逆变器的额定电流；C为数值较小的正数。本专利技术各实施例的弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法，由于包括：利用对称分量法提取正负序电压分量；计算正序电压有效值；根据光线强弱及电压降落大小与无功电流补偿曲线计算需要补偿的无功电流；从而可以克服现有技术中注入电网电流谐波含量超过国家标准、弃光而导致的电能损失以及电网安全性差等缺陷，以实现注入电网谐波含量小、光伏发电量多、电网安全性好的优点。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术中光伏并网逆变器的参考输出电流的控制框图，(a)为功率控制图，(b)为电压控制图；图2为本专利技术电网电压正常时电网电压有效值变化与系统需要补偿的无功电流曲线图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。根据本专利技术实施例，如图1和图2所示，提供了一种弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法。该弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法，从控制并网电流谐波水平角度出发进行设计弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流，解决了弱光情况下光伏并网逆变器的输出电流质量问题，使得光伏电站获得最大的发电收益，以及保障电力系统安全稳定运行。本专利技术所采用的技术方案是，一种弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法，以经典的单级式三相光伏并网逆变器为主电路，该主电路可以是两电平三相桥式逆变器，也可以是T型或二极管钳位型三电平逆变器，采用LC交流滤波电路。图1是光伏并网逆变器的参考输出电流的控制框图。控制器采样光伏阵列的输出电压Vpv和输出电流Ipv，采用经典的扰动观察法，得到光伏阵列电压指令Vpv_ref，与光伏阵列的输出电压Vpv进行相减，其误差经过经典比例积分(PI)调节器运算后，得到最大功率点跟踪条件下的参考有功电流利用对称分量法，对三相电网电压进行正负序电压分量提取，采用锁相环得到基波正序电压分量的同步旋转角θp，计算同步旋转坐标系下的d、q轴基波正序电压分量udp和uqp，从而利用计算电网电压有效值U1。当电网电压有效值U1与额定值UN相比跌落10％以下时为低电压故障区域；当电网电压有效值U1与额定值UN相比上升10％以上时为高电压故障区域，这两个区域分别属于低电压穿越区域和高电压穿越区域，不是本专利技术的工作范围，因此在此不再讨论。而当电网电压有效值U1处于额定值UN的-10％至+10％之间时为电网电压正常区域，此时若光线较强(即光伏阵列的输出功率不低于额定功率的A％，此时光伏并网逆变器输出电流的谐波含量刚好等于5％的国家标准，假设A＝20)，则系统根据电网无功调度要求(即来自电网调度中心的无功功率指令Q*或光伏并网逆变器自身预先设定的无功功率指令Q*)，根据计算参考无功电流分量若光线较弱(即光伏阵列的输出功率不高于额定功率的A％)，则根据本专利技术提出的电网电压有效值变化与系统需要补偿的无功电流曲线进行计算参考无功电流分量参考有功电流和参考无功电流分量一旦确定，则可以根据现有的同步旋转坐标系下的电流控制算法就可以使光伏并网逆变器的输出电流波形接近正弦波。图2是电网电压正常时电网电压有效值变化与系统需要补偿的无功电流曲线，它是满足滞环关系的曲线。当检测到电网电压有效值U1由额定值UN的+10％向-C％(注：C为数值较小的正数，例如0.5)、-10％方向变化(即按照图中实线箭头→方向变化)时，由式(1)计算需要吸收的无功电流指令当检测到电网电压有效值U1由额定值UN的-10％向+C％、+10％方向变化(即按照图中虚线箭头→方向变化)时，由式(2)计算需要发出的无功电流指令其中，B％需要根据实际情况进行优化，B％一般处于5％至15％之间。IN表示光伏并网逆变器的额定电流：因此，本专利技术的弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法可以解决弱光情况下光伏并网逆变器输出电流谐波超过国家标准问题，利于提高系统的发电效率，具有广阔的应用前景。本专利技术的有益效果是，电网电压正常时，通过增加吸收或发出的无功电流，既有助于控制并网点电压在额定电压附近，也有助于增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法，其特征在于，包括：a、利用对称分量法提取正负序电压分量；b、计算正序电压有效值；c、根据光线强弱及电压降落大小与无功电流补偿曲线计算需要补偿的无功电流。

【技术特征摘要】
1.一种弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法，其特征在于，包括：a、利用对称分量法提取正负序电压分量；b、计算正序电压有效值；c、根据光线强弱及电压降落大小与无功电流补偿曲线计算需要补偿的无功电流；所述步骤c，具体包括：当电网电压有效值U1处于额定值UN的-10％至+10％之间时为电网电压正常区域：若光线较强，则根据电网无功调度要求，即来自电网调度中心的无功功率指令Q*或光伏并网逆变器自身预先设定的无功功率指令Q*，根据计算参考无功电流分量若光线较弱，则根据电网电压有效值变化与系统需要补偿的无功电流曲线进行计算参考无功电流分量2.根据权利要求1所述的弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法，其特征在于，所述步骤a，具体包括：利用对称分量法，对三相电网电压进行正负序电压分量提取。3.根据权利要求1所述的弱光情况下光伏并网逆变器的参考输出电流生成方法，其特征在于，所述步骤b，具体包括：采用锁相环得到基波正序电压分量的同步旋转角θp，计算同步旋转坐标系下的d、q轴基波正序电压分量udp和uqp；利用计算电网电...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴伟，陈芳，孙向东，安少亮，任碧莹，王月盈，
申请(专利权)人：新疆希望电子有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65