一种具有SOP功能的双并网接口中压光伏发电系统技术方案

本发明专利技术属于电力系统领域，公开一种具有SOP功能的双并网接口中压光伏发电系统，包括光伏阵列和并网接口电路，并网接口电路数量为两个，光伏阵列通过第一并网接口电路连接第一中压馈线末端，通过第二并网接口电路连接第二中压馈线末端；第一并网接口电路控制输出到第一中压馈线的有功功率，第二并网接口电路控制各直流母线电压。本发明专利技术在基于模块化多电平变换器的光伏发电系统的结构基础上，提出具有两个并网接口的新型光伏发电系统，使光伏发电系统具备SOP功能，发挥SOP显著提高配电网运行和调度的灵活性、大大提升电力系统运行的经济性和可靠性的优势，并提高光伏发电系统功率流动的灵活性，提高配电网接纳分布式光伏的能力。提高配电网接纳分布式光伏的能力。提高配电网接纳分布式光伏的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种具有SOP功能的双并网接口中压光伏发电系统


[0001]本专利技术涉及电力系统
，特别涉及一种具有SOP功能的双并网接口中压光伏发电系统。

技术介绍

[0002]能源是经济和社会可持续发展的基础，是人类生产和生活不可缺少的动力保障。随着能源安全、生态环境、气候变化等问题日益突出，加快发展新能源已成为国际社会推动能源转型发展、应对全球气候变化的普遍共识和一致行动。作为新能源的重要组成部分，光伏发电正逐渐由大型集中并网朝着分布式并网方向发展。
[0003]分布式电源大量接入配电网能带来降低系统损耗、提高供电可靠性、减少环境污染等一系列益处。尽管如此，传统电网设计为由发电侧向用户负载提供能量，即功率单方向流动，随着分布式光伏发电在配电网中渗透率的提高，当光伏发电功率超过用户需求时，过剩的功率将由用户侧流向发电侧，对电能质量、继电保护、电压调节等造成了不利影响，对配电网的稳定运行提出了极大挑战。同时，该功率双向流动还会造成过电压问题，严重威胁电网的安全稳定运行，而传统配电系统中的调节手段有限，难以应对大量间歇性分布式光伏的接入，从而限制了配电网接纳分布式光伏的能力。
[0004]智能软开关(Soft open point，SOP)就是应对配电网中大量分布式电源接入所带来一系列问题的新型智能配电装置，如图1所示，该装置用于替代位于馈线末端的传统常开联络开关，通过实施适当的控制策略，可按照调度指令实现功率的双向灵活流动与精确控制，从而影响或改变整个系统的潮流分布，也可对因故障被隔离的失电区域提供有效电压支撑，使配电网的运行调度更加“柔性”。与基于联络开关的常规网络连接方式相比，SOP实现了馈线间常态化柔性互联，避免了开关频繁变位造成的安全隐患，大大提高了配电网控制的灵活性和快速性。
[0005]当前研究人员大多采用如图2所示的基于背靠背变流器的SOP拓扑结构，既实现了1#和2#馈线末端之间的功率流动，还实现了图1所示的一条馈线末端因故障被隔离后通过SOP对其不间断供电的控制。由于开关管电压、电流容量的限制，两电平逆变器较难实现中高压并网，可采用模块化多电平变换器实现SOP功能，因此，如何在基于模块化多电平变换器的光伏发电系统的结构基础上，使光伏发电系统具备SOP功能，提高配电网运行和调度的灵活性，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供了一种具有SOP功能的双并网接口中压光伏发电系统，以解决现有技术中配电网接纳分布式光伏的能力有限的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
[0007]根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种具有SOP功能的双并网接口中压光伏发电系统。
[0008]在一些可选实施例中，所述系统包括：光伏阵列和并网接口电路，并网接口电路数量为两个，光伏阵列通过第一并网接口电路连接第一中压馈线末端，通过第二并网接口电路连接第二中压馈线末端；
[0009]第一并网接口电路包括三相，每相包括n个级联的H桥逆变器；第二并网接口电路包括三相，每相包括n个级联的H桥逆变器；n≥2；
[0010]光伏阵列包括三相，每相包括n个光伏组串，每个光伏组串和一个第一并网接口电路的H桥逆变器以及一个第二并网接口电路的H桥逆变器组成一个光伏并网模块，一个光伏并网模块的两个H桥逆变器共直流母线，光伏组串输出端连接直流母线；
[0011]第一并网接口电路控制输出到第一中压馈线的有功功率，第二并网接口电路控制各直流母线电压。
[0012]可选地，第一并网接口电路控制输出到第一中压馈线的有功功率，包括：
[0013]根据第一并网接口电路有功功率流动的目标值，获得有功电流目标值i
dref1
，根据第一并网接口电路输出无功功率的需求，获得无功电流目标值i
qref1
；
[0014]根据第一并网接口电路输出的实测有功电流分量i
d1
和实测无功电流分量i
q1
，有功电流目标值i
dref1
和实测有功电流分量i
d1
通过PI调节器获得第一并网接口电路输出电压有功分量目标值v
d1
，无功电流目标值i
qref1
和实测无功电流分量i
q1
通过PI调节器获得第一并网接口电路输出电压无功分量目标值v
q1
，然后通过dq/abc坐标变换获得各相电压目标值，最终获得第一并网接口电路中各H桥逆变器的开关管控制信号。
[0015]可选地，根据公式(1)求得第一并网接口电路输出电压有功分量目标值v
d1
：
[0016]v
d1
＝k
pd1
(i
dref1-i
d1
)+k
id1
∫(i
dref1-i
d1
)dt
ꢀꢀ
(1)
[0017]其中，k
pd1
为PI调节器比例调节系数，k
id1
为PI调节器积分调节系数；
[0018]根据公式(2)求得第一并网接口电路输出电压无功分量目标值v
q1
：
[0019]v
q1
＝k
pq1
(i
qref1-i
q1
)+k
iq1
∫(i
qref1-i
q1
)dt
ꢀꢀ
(2)
[0020]其中，k
pq1
为PI调节器比例调节系数，k
iq1
为PI调节器积分调节系数。
[0021]可选地，所述第二并网接口电路控制各直流母线电压，包括：
[0022]各光伏组串的最大功率跟踪独立控制，采用扰动观测法获得各直流母线电压的目标值，根据各直流母线电压的实际值与目标值获得各直流母线电压偏差值，所有直流母线电压偏差值之和e
total
通过PI调节器获得第二并网接口电路有功电流目标值i
dref2
；
[0023]根据第二并网接口电路输出无功功率的需求获得无功电流目标值i
qref2
；
[0024]根据第二并网接口电路输出的实测有功电流分量i
d2
和实测无功电流分量i
q2
，有功电流目标值i
dref2
和实测有功电流分量i
d2
通过PI调节器获得第二并网接口电路输出电压有功分量目标值v
d2
，无功电流目标值i
qref2
和实测无功电流分量i
q2
经PI调节器求得无功分量目标值v
q2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有SOP功能的双并网接口中压光伏发电系统，其特征在于，包括光伏阵列和并网接口电路，并网接口电路数量为两个，光伏阵列通过第一并网接口电路连接第一中压馈线末端，通过第二并网接口电路连接第二中压馈线末端；第一并网接口电路包括三相，每相包括n个级联的H桥逆变器；第二并网接口电路包括三相，每相包括n个级联的H桥逆变器；n≥2；光伏阵列包括三相，每相包括n个光伏组串，每个光伏组串和一个第一并网接口电路的H桥逆变器以及一个第二并网接口电路的H桥逆变器组成一个光伏并网模块，一个光伏并网模块的两个H桥逆变器共直流母线，光伏组串输出端连接直流母线；第一并网接口电路控制输出到第一中压馈线的有功功率，第二并网接口电路控制各直流母线电压。2.如权利要求1所述的一种具有SOP功能的双并网接口中压光伏发电系统，其特征在于，第一并网接口电路控制输出到第一中压馈线的有功功率，包括：根据第一并网接口电路有功功率流动的目标值，获得有功电流目标值i
dref1
，根据第一并网接口电路输出无功功率的需求，获得无功电流目标值i
qref1
；根据第一并网接口电路输出的实测有功电流分量i
d1
和实测无功电流分量i
q1
，有功电流目标值i
dref1
和实测有功电流分量i
d1
通过PI调节器获得第一并网接口电路输出电压有功分量目标值v
d1
，无功电流目标值i
qref1
和实测无功电流分量i
q1
通过PI调节器获得第一并网接口电路输出电压无功分量目标值v
q1
，然后通过dq/abc坐标变换获得各相电压目标值，最终获得第一并网接口电路中各H桥逆变器的开关管控制信号。3.如权利要求2所述的一种具有SOP功能的双并网接口中压光伏发电系统，其特征在于，根据公式(1)求得第一并网接口电路输出电压有功分量目标值v
d1
：v
d1
＝k
pd1
(i
dref1-i
d1
)+k
id1
∫(i
dref1-i
d1
)dt
ꢀꢀ
(1)其中，k
pd1
为PI调节器比例调节系数，k
id1
为PI调节器积分调节系数；根据公式(2)求得第一并网接口电路输出电压无功分量目标值v
q1
：v
q1
＝k
pq1
(i
qref1-i
q1
)+k
iq1
∫(i
qref1-i
q1
)dt
ꢀꢀ
(2)其中，k
pq1
为PI调节器比例调节系数，k
iq1
为PI调节器积分调节系数。4.如权利要求1所述的一种具有SOP功能的双并网接口中压光伏发电系统，其特征在于，所述第二并网接口电路控制各直流母线电压，包括：各光伏组串的最大功率跟踪独立控制，采用扰动观测法获得各直流母线电压的目标值，根据各直流母线电压的实际值与目标值获得各直流母线电压偏差值，所有直流母线电压偏差值之和通过PI调节器获得第二并网接口电路有功电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：由蕤，李立伟，江加辉，郑晓钦，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：