基于多重采样的光伏并网系统间谐波抑制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开的基于多重采样的光伏并网系统间谐波抑制方法及系统，包括：获取光伏并网系统中连续的第一工作点、第二工作点和第三工作点的功率和电压，并计算相邻工作点间的功率变化量和电压变化量；通过相邻工作点间的功率变化量，对光照变化情况进行判断；当判定光照稳定时，通过MPPT算法追踪系统的最大功率点，当找到最大功率点时，将扰动步长设置为零；当判定光照变化时，通过两个功率变化量和第三工作点与第二工作点间的电压变化量，调整扰动的追踪方向，从而有效减少直流链电压扰动，进而抑制并网逆变器将直流链电压扰动转换为交流侧的间谐波电流，提高了并网电能质量。提高了并网电能质量。提高了并网电能质量。

【技术实现步骤摘要】
基于多重采样的光伏并网系统间谐波抑制方法及系统


[0001]本专利技术涉及间谐波抑制
，尤其涉及基于多重采样的光伏 并网系统间谐波抑制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着光伏并网系统安装量的不断增加，针对光伏并网系统的研究 已成为近年来的重要研究课题之一，与电能质量相关的间谐波注入问 题也开始出现。间谐波的注入会造成电压波动、闪变和次同步振荡， 此外，它还会导致导体额外发热，导致电气设备的绝缘降低。因此， 为提升电能质量，抑制间谐波的注入是十分必要的。
[0003]研究表明，光伏逆变器是导致间谐波注入的主要来源，并在实验 室测试结果和现场测量结果中得到了证实，根据研究可知，不同工作 频率子系统的异步耦合调制行为是引起间谐波注入的另一个重要原 因。此外，最近的研究发现，由最大功率追踪(maximum power pointtracking，MPPT)算法引起的直流链路电压扰动是引起间谐波注入 的主要原因之一。在相关文献中已经证实了由MPPT算法引起的直流 链路电压扰动通过光伏逆变器转换为交流侧的间谐波电流注入电网。 最新研究已经阐明了间谐波的产生机理和特征，并通过实验进行了验 证，揭示了最大功率跟踪算法的追踪步长只对间谐波的幅值有影响， 然而，采样频率对间谐波的幅值和频率都有影响。
[0004]在光照强度变化缓慢时，由于传统的最大功率追踪方法无法准确 判断功率变化的原因，引起追踪方向飘移而远离最大功率点，造成了 直流链电压扰动增大，改扰动经过并网逆变器变换后，以间谐波电流 的形式注入交流电网，降低了并网电能质量。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了有效抑制间谐波的注入，提出了基于多重采样的光伏 并网系统间谐波抑制方法及系统，根据光照变化情况将间谐波抑制分 为两个阶段，在光照稳定时，通过MPPT算法追踪系统的最大功率点， 当找到最大功率点时，将扰动步长设置为零，从而使系统稳定的工作 在最大功率点直至光照变化，有效减少直流链电压带来的扰动，在光 照变化时，获取系统中三个连续工作点的功率和电压，并计算相邻工 作点间的功率变化量和电压变化量，通过两个功率变化量，判断光照 变化情况，并通过两个功率变化量和两个电压变化量，调整扰动的追 踪方向，以抑制间谐波的注入，实现了对最大功率点的准确无漂移的 追踪。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，提出了基于多重采样的光伏并网系统间谐波抑制方法， 包括：
[0008]获取光伏并网系统中连续的第一工作点、第二工作点和第三工作 点的功率和电压，并计算相邻工作点间的功率变化量和电压变化量；
[0009]通过相邻工作点间的功率变化量，对光照变化情况进行判断；
[0010]当判定光照稳定时，通过MPPT算法追踪系统的最大功率点，当 找到最大功率点
时，将扰动步长设置为零；
[0011]当判定光照变化时，通过两个功率变化量和第三工作点与第二工 作点间的电压变化量，调整扰动的追踪方向，以减少直流链电压扰动， 抑制并网逆变器将直流链电压扰动转换为交流侧的间谐波电流。
[0012]第二方面，提出了基于多重采样的光伏并网系统间谐波抑制系统， 包括：
[0013]数据获取模块，用于获取光伏并网系统中连续的第一工作点、第 二工作点和第三工作点的功率和电压，并计算相邻工作点间的功率变 化量和电压变化量；
[0014]光照判断模块，用于通过相邻工作点间的功率变化量，对光照变 化情况进行判断；
[0015]控制模块，用于当判定光照稳定时，通过MPPT算法追踪系统的 最大功率点，当找到最大功率点时，将扰动步长设置为零；当判定光 照变化时，通过两个功率变化量和第三工作点与第二工作点间的电压 变化量，调整扰动的追踪方向，以减少直流链电压扰动，抑制并网逆 变器将直流链电压扰动转换为交流侧的间谐波电流。
[0016]第三方面，提出了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储 在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理 器运行时，完成基于多重采样的光伏并网系统间谐波抑制方法所述的 步骤。
[0017]第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指 令，所述计算机指令被处理器执行时，完成基于多重采样的光伏并网 系统间谐波抑制方法所述的步骤。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0019]1、本专利技术根据光照变化情况将间谐波抑制分为两个阶段，在光 照稳定时，通过MPPT算法追踪系统的最大功率点，当找到最大功率 点时，将扰动步长设置为零，从而使系统稳定的工作在最大功率点直 至光照变化，有效减少三点振荡带来的扰动，在光照变化时，获取系 统中三个连续工作点的功率和电压，并计算相邻工作点间的功率变化 量和电压变化量，通过两个功率变化量，判断光照变化情况，并通过 两个功率变化量和两个电压变化量，调整扰动的追踪方向，实现准确 无飘移的追踪，从而有效减少直流链电压扰动，进而抑制并网逆变器 将直流链电压扰动转换为交流侧的间谐波电流，提高了并网电能质量。
[0020]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下 面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步 理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对 本申请的不当限定。
[0022]图1为实施例1公开方法的流程图；
[0023]图2为实施例1公开的光伏并网系统及控制模型结构图；
[0024]图3为实施例1公开的多重采样方法原理图；
[0025]图4为实施例1公开的工况A的直流链电压波形和交流电流波 形；
[0026]图5为实施例1公开的工况B的直流链电压波形和交流电流波 形；
[0027]图6为实施例1公开的工况A的输出电流频谱分析；
[0028]图7为实施例1公开的工况A的光伏输出功率图；
[0029]图8为实施例1公开的工况B的输出电流频谱分析；
[0030]图9为实施例1公开的工况B的光伏输出功率图。
具体实施方式：
[0031]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0032]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一 步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本 申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0033]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式， 而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除 非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外， 还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其 指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0034]实施例1
[0035]在该实施例中，公开了基于多重采样的光伏并网系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于多重采样的光伏并网系统间谐波抑制方法，其特征在于，包括：获取光伏并网系统中连续的第一工作点、第二工作点和第三工作点的功率和电压，并计算相邻工作点间的功率变化量和电压变化量；通过相邻工作点间的功率变化量，对光照变化情况进行判断；当判定光照稳定时，通过MPPT算法追踪系统的最大功率点，当找到最大功率点时，将扰动步长设置为零；当判定光照变化时，通过两个功率变化量和第三工作点与第二工作点间的电压变化量，调整扰动的追踪方向，以减少直流链电压扰动，抑制并网逆变器将直流链电压扰动转换为交流侧的间谐波电流。2.如权利要求1所述的基于多重采样的光伏并网系统间谐波抑制方法，其特征在于，当两个功率变化量同时大于零时，表明光照增加；当两个功率变化量同时小于零时，表明光照减弱。3.如权利要求1所述的基于多重采样的光伏并网系统间谐波抑制方法，其特征在于，MPPT算法以直流链参考电压值为输入，当直流链参考电压值连续三次满足三点周期振荡特性时，表明找到最大功率点。4.如权利要求1所述的基于多重采样的光伏并网系统间谐波抑制方法，其特征在于，通过MPPT算法追踪系统的最大功率点，当找到最大功率点时，将扰动步长设置为零，使系统稳定的工作在最大功率点处直至光照变化。5.如权利要求1所述的基于多重采样的光伏并网系统间谐波抑制方法，其特征在于，调整追踪方向时，采用以下公式：其中，ΔP1、ΔP2分别为第二工作点与第一工作点间的功率变化量，第三工作点与第二工作点间的功率变化量；ΔU2是第三工作点与第二工作点间的电压变化量；U
dcref
(k)为当前直流链参考电压，U
dcref
(k
‑
1)为上一个扰动周期的直流链参考电压；V
step
为扰动步长。6.如权利要求1所述的基于多重采样的光伏并网系统间谐波抑制方法，其特征在于，当光照增加，功率变化量逐渐变大时，如果第二工作点与第三工作点间的电压变化量大于0，则保持追踪方向与原追踪方向一致，如果第二工作点与第三工作点间的电压变化量小于0，调整追踪方向与原扰动追踪方向相反；当光照增加，功率变化量逐渐变小时，如果第二工作点与第三工作点间的电压变化量大于0，调整追踪方向与原扰动追踪方向相反，如果第二工作点与第三工作点间...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁广乾，侯建中，吴春蕾，吴文博，程新功，陈芳，龚宇雷，刘益青，王鲁浩，张永峰，徐航，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：