一種新型光伏并網(wǎng)發(fā)電控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型光伏并網(wǎng)發(fā)電控制方法，控制分別包括功率控制環(huán)節(jié)和雙環(huán)控制環(huán)節(jié)，功率控制環(huán)節(jié)通過下垂特性得到電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率和電壓幅值的參考信號，采用PI控制器自動跟蹤設(shè)定的下垂特性，基于自抗擾技術(shù)的雙環(huán)控制，繼而達到控制輸出有功功率和無功功率的目的?；谧钥箶_技術(shù)的光伏并網(wǎng)發(fā)電控制方法，設(shè)計步驟簡單，自抗擾控制結(jié)構(gòu)具有較強的抗干擾能力，能夠?qū)崿F(xiàn)光伏并網(wǎng)模式下的功率的平衡跟蹤，以及頻率和電壓幅值的無差調(diào)節(jié)，增強了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的運行可靠性與安全性。且此控制方法具有一般性的意義，適用范圍廣，為復雜非線性被控對象的控制提供了新的思路。
【專利說明】一種新型光伏并網(wǎng)發(fā)電控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)控制技術(shù)，特別涉及一種新型光伏并網(wǎng)發(fā)電控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電(PVG)并網(wǎng)技術(shù)是目前國內(nèi)外研究的熱點。PVG系統(tǒng)并網(wǎng)運行能夠提高電網(wǎng)供電的可靠性、減少峰谷差和系統(tǒng)備用等。
[0003]在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，對電網(wǎng)的跟蹤控制直接關(guān)系到輸出電能質(zhì)量和系統(tǒng)的運行效率，是系統(tǒng)的核心和技術(shù)關(guān)鍵。但是由于光伏發(fā)電受天氣、光照等不確定因素的影響，所以其輸出功率具有波動性、間斷性等特點。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中可以加入儲能裝置，合理地調(diào)節(jié)光伏發(fā)電的輸出功率。
[0004]光伏并網(wǎng)控制的目的是保持并網(wǎng)系統(tǒng)電壓幅值和頻率在設(shè)定值上運行，以及微電網(wǎng)系統(tǒng)功率的供需平衡，滿足光伏并網(wǎng)系統(tǒng)供電可靠性、負荷需求。但目前的控制方法的控制效果均不理想。
[0005]本發(fā)明考慮傳統(tǒng)恒功率控制策略的局限性，提出一種自抗擾下垂功率控制方法，應用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，實現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電模式下的功率的平衡跟蹤控制，以及頻率和電壓無差調(diào)節(jié)，保證地區(qū)性光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明是針對傳統(tǒng)恒功率控制策略的局限性的問題，提出一種新型光伏并網(wǎng)發(fā)電控制方法，應用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，實現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電模式下的功率的平衡跟蹤控制，以及頻率和電壓無差調(diào)節(jié)，保證地區(qū)性光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種新型光伏并網(wǎng)發(fā)電控制方法，光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)包括光伏電池、逆變裝置、濾波裝置、線路、控制器、負荷以及配電網(wǎng)，控制器包括下垂控制部分、基于自抗擾技術(shù)的雙環(huán)控制部分和空間矢量脈寬調(diào)制電路，光伏電池直流側(cè)輸出電壓，經(jīng)空間矢量脈寬調(diào)制轉(zhuǎn)換成三相交流電；逆變裝置輸出通過濾波器濾除高次諧波給負載供電，同時通過開關(guān)接配電網(wǎng)；將負載和網(wǎng)電流之和
與負載電壓LZjra. 送入控制器進行功率計算，控制器輸出逆變器實際輸出有功和無功功
率P、ρ，逆變器的電壓幅值和頻率輸出值洱和石、參考功率有功和無功值a、Qn和逆變器實際輸出有功和無功功率P、G1送入下垂控制部分，下垂控制部分計算得到的電壓參考信號Urf?/ 'U樹送基于自抗擾技術(shù)的雙環(huán)控制部分，基于自抗擾技術(shù)的雙環(huán)控制部分
輸出電壓信號Un到空間矢量脈寬調(diào)制電路，空間矢量脈寬調(diào)制電路控制逆變電路調(diào)整三相交流電輸出。
[0008]所述下垂控制部分計算:參考有功功率值盡和逆變器實際輸出功率戶比較后送比例器，比例器輸出與逆變器頻率輸出值相加后與逆變器實際輸出頻率/比較，比較結(jié)果送PI控制器自動跟蹤相角θ ;同時參考無功功率值和逆變器實際輸出無功功率Q比較后送比例器，比例器輸出與逆變器的電壓幅值％相加后與逆變器實際輸出電壓幅值比較，比較結(jié)果送pi控制器自動跟蹤參考電壓幅值Urej ;通過跟蹤參考電壓幅值Uref和相角θ，計算得到逆變器控制信號直軸和交軸分量。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明新型光伏并網(wǎng)發(fā)電控制方法，基于自抗擾技術(shù)的光伏并網(wǎng)發(fā)電控制方法，設(shè)計步驟簡單，自抗擾控制結(jié)構(gòu)具有較強的抗干擾能力，能夠?qū)崿F(xiàn)光伏并網(wǎng)模式下的功率的平衡跟蹤，以及頻率和電壓幅值的無差調(diào)節(jié)，增強了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的運行可靠性與安全性。。且此控制方法具有一般性的意義，適用范圍廣，為復雜非線性被控對象的控制提供了新的思路。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)二階線性自抗擾控制結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)功率控制結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)電壓電流雙環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖；
圖4為本發(fā)基于自抗擾技術(shù)的雙環(huán)控制結(jié)構(gòu)圖；
圖5為本發(fā)明基于自抗擾技術(shù)的光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖6為本發(fā)明光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)仿真模型圖；
圖7為本發(fā)明光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出有功功率曲線圖；
圖8為本發(fā)明光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出無功功率曲線圖；
圖9為本發(fā)明光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)頻率波形對比圖。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明運用自抗擾控制技術(shù)對光伏并網(wǎng)發(fā)電控制器進行設(shè)計，實現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電模式下的功率的平衡跟蹤控制，以及頻率和電壓無差調(diào)節(jié)，保證地區(qū)性光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
(I)構(gòu)建二階線性自抗擾控制器:
針對自抗擾控制器參數(shù)整定的復雜性，提出一種線性化的自抗擾控制器。設(shè)一類不確定對象為
【權(quán)利要求】
1.一種新型光伏并網(wǎng)發(fā)電控制方法，其特征在于，光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)包括光伏電池、逆變裝置、濾波裝置、線路、控制器、負荷以及配電網(wǎng)，控制器包括下垂控制部分、基于自抗擾技術(shù)的雙環(huán)控制部分和空間矢量脈寬調(diào)制電路，光伏電池直流側(cè)輸出電壓，經(jīng)空間矢量脈寬調(diào)制轉(zhuǎn)換成三相交流電；逆變裝置輸出通過濾波器濾除高次諧波給負載供電，同時通過開關(guān)接配電網(wǎng)；將負載和網(wǎng)電流之和 與負載電壓^^.送入控制器進行功率計算，控制器輸出逆變器實際輸出有功和無功功率P、ρ，逆變器的電壓幅值和頻率輸出值％和Λ、參考功率有功和無功值及、Qn和逆變器實際輸出有功和無功功率P、δ送入下垂控制部分，下垂控制部分計算得到的電壓參考信號t7A,/ 'U河送基于自抗擾技術(shù)的雙環(huán)控制部分，基于自抗擾技術(shù)的雙環(huán)控制部分輸出電壓信號到空間矢量脈寬調(diào)制電路，空間矢量脈寬調(diào)制電路控制逆變電路調(diào)整三相交流電輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型光伏并網(wǎng)發(fā)電控制方法，其特征在于，所述下垂控制部分計算:參考有功功率值戶?和逆變器實際輸出功率P比較后送比例器^>，比例器輸出與逆變器頻率輸出值Λ相加后與逆變器實際輸出頻率/比較，比較結(jié)果送PI控制器自動跟蹤相角θ ;同時參考無功功率值&和逆變器實際輸出無功功率ρ比較后送比例器^，比例器輸出與逆變器的電壓幅 值CZ0相加后與逆變器實際輸出電壓幅值D比較，比較結(jié)果送PI控制器自動跟蹤參考電壓幅值;通過跟蹤參考電壓幅值Ure/和相角Θ，計算得到逆變器控制信號直軸和交軸分量。
【文檔編號】H02J3/38GK103606954SQ201310610087
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】朱昊, 韋鋼, 翟春榮 申請人:上海電力學院