本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種光伏并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

隨著光伏裝機(jī)容量在電網(wǎng)中所占的比重不斷增大，光伏并網(wǎng)逆變器對(duì)電網(wǎng)的影響也日益突出。當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落至一定值時(shí)，常規(guī)的小規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)為保護(hù)光伏系統(tǒng)安全脫離電網(wǎng)，這在光伏發(fā)電所占比例較低的電網(wǎng)中是可以的。但是對(duì)于大規(guī)模光伏系統(tǒng)接入電網(wǎng)，光伏系統(tǒng)的脫網(wǎng)可能會(huì)造成電網(wǎng)電壓和頻率的崩潰，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的危害。因此，光伏電站必須具備低電壓穿越能力，這也是光伏電站大規(guī)模發(fā)展的必要條件。

針對(duì)光伏逆變器低電壓穿越而制定的標(biāo)準(zhǔn)較少，一般等同采用已有的風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)，如：1)美國(guó)針對(duì)風(fēng)電低電壓穿越，要求風(fēng)電場(chǎng)必須具備在電壓跌落至15％額定電壓時(shí)能夠維持并網(wǎng)運(yùn)行625ms的低電壓穿越能力；2)德國(guó)于2008年明確要求在電壓跌落期間光伏逆變器必須提供無功電流支撐電網(wǎng)電壓，且詳細(xì)規(guī)定了無功電流和電壓跌落深度的關(guān)系，同時(shí)限制無功電流響應(yīng)速度在20ms內(nèi)；3)德國(guó)聯(lián)邦能源和水資源協(xié)會(huì)在2010年制定的《發(fā)電站接入中壓電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》針對(duì)光伏低電壓穿越部分的檢測(cè)進(jìn)行了特別補(bǔ)充說明，規(guī)定了光伏電站中的逆變器需具備零電壓穿越功能。

目前國(guó)家電網(wǎng)公司制定的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW 617-2011《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》(Q/GDW 617-2011)和標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19964-2012《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》對(duì)大中型光伏電站中的光伏并網(wǎng)逆變器低電壓穿越均有明確規(guī)定。Q/GDW 617-2011指出：“大中型光伏電站應(yīng)具備一定的低電壓穿越能力；電力系統(tǒng)發(fā)生不同類型故障時(shí)，光伏電站必須具有在電壓跌至20％額定電壓時(shí)能夠維持并網(wǎng)運(yùn)行1s的低電壓穿越能力；并網(wǎng)點(diǎn)電壓在發(fā)生跌落后3s內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的90％時(shí)，光伏電站必須保持并網(wǎng)運(yùn)行，且規(guī)定光伏電站低電壓穿越期間宜具備動(dòng)態(tài)無功支撐能力”。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19964指出：“大中型光伏電站應(yīng)具備一定的低電壓穿越能力；電力系統(tǒng)發(fā)生不同類型故障時(shí)，光伏電站必須具備零電壓穿越能力，電網(wǎng)電壓跌至零時(shí)能夠維持并網(wǎng)運(yùn)行150ms的低電壓穿越能力；電網(wǎng)電壓跌至20％額定電壓時(shí)能夠維持并網(wǎng)運(yùn)行625ms的低電壓穿越能力；并網(wǎng)點(diǎn)電壓在發(fā)生跌落后2s內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓 的90％時(shí)，光伏電站必須保持并網(wǎng)運(yùn)行”，且對(duì)電網(wǎng)電壓不同跌落深度時(shí)的動(dòng)態(tài)無功電流補(bǔ)償量、響應(yīng)時(shí)間及電網(wǎng)故障恢復(fù)后的有功功率恢復(fù)速度作了詳細(xì)規(guī)定。

電網(wǎng)故障類型包含對(duì)稱故障和不對(duì)稱故障，光伏并網(wǎng)逆變器通常沒有類似Crowbar那樣的硬件電路來消耗電網(wǎng)故障期間多余的能量，主要依靠自身的控制來實(shí)現(xiàn)故障穿越。目前針對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器故障穿越，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)主要以電網(wǎng)側(cè)輸出有功功率恒定或者并網(wǎng)輸出電流無負(fù)序分量為控制目標(biāo)，通常采用電流雙dq坐標(biāo)系下矢量控制。存在的問題是：1)沒有過多考慮電網(wǎng)電壓不對(duì)稱跌落期間光伏并網(wǎng)逆變器向發(fā)出動(dòng)態(tài)無功電流支撐；2)雙dq坐標(biāo)系下電流矢量控制在電網(wǎng)不對(duì)稱故障不嚴(yán)重時(shí)，具有較好的控制性能；但是電網(wǎng)不對(duì)稱故障嚴(yán)重時(shí)，電流正負(fù)序分離引入的濾波器，增加控制系統(tǒng)延時(shí)，電網(wǎng)電壓故障發(fā)生及恢復(fù)的瞬間通常會(huì)產(chǎn)生電流沖擊，大大影響系統(tǒng)暫態(tài)性能，使得光伏系統(tǒng)低電壓穿越能力下降。

因此，需要提供一種適用于各種電網(wǎng)電壓故障下，光伏并網(wǎng)逆變器低電壓故障穿越期間自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，消除并網(wǎng)電流負(fù)序分量，保證故障期間光伏并網(wǎng)逆變器不脫網(wǎng)運(yùn)行，有效提供動(dòng)態(tài)無功支撐，能夠最大限度地確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種光伏并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

所述方法包括對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器進(jìn)行電壓電流雙環(huán)控制；電網(wǎng)正常時(shí)，所述電壓電流雙環(huán)控制包括直流電壓外環(huán)控制和并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制；其特征在于，電網(wǎng)故障時(shí)，所述電壓電流雙環(huán)控制包括電網(wǎng)電壓外環(huán)控制和所述并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制；所述方法包括：

步驟1：采集電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)所述直流電壓外環(huán)控制的直流電壓指令值和所述并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制的電流指令值

步驟2：斷開所述直流電壓外環(huán)控制；

步驟3：構(gòu)建所述電網(wǎng)電壓外環(huán)控制的控制電路，以向所述并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制輸出有功電流指令i_dref；所述電網(wǎng)電壓外環(huán)控制和并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制組成電網(wǎng)故障時(shí)的電壓電流雙環(huán)控制，向所述光伏并網(wǎng)逆變器輸出三相調(diào)制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)光伏并網(wǎng)逆變器工作；

步驟4：當(dāng)電網(wǎng)電壓在預(yù)置時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常后，斷開所述電網(wǎng)電壓外環(huán)控制；

步驟5：將存儲(chǔ)的所述直流電壓指令值賦值到直流電壓外環(huán)控制中MPPT控制器的參考電壓，所述光伏并網(wǎng)逆變器重新對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行直流電壓外環(huán)控制和并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制。

優(yōu)選的，所述直流電壓外環(huán)控制的控制電路包括所述MPPT控制器和抗飽和PI控制器；

所述MPPT控制器的輸入端接入電網(wǎng)中光伏發(fā)電單元與并網(wǎng)光伏逆變器之間，輸出端與抗飽和PI控制器連接；所述抗飽和PI控制器的輸出端接入所述并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制中第一PI控制器的輸入端；

所述MPPT控制器與抗飽和PI控制器之間連接有第一加法器；所述第一加法器的輸入信號(hào)包括MPPT控制器輸出的直流電壓指令值和所述光伏發(fā)電單元輸出的電壓值V_dc，輸出信號(hào)為電壓值

所述抗飽和PI控制器與第一PI控制器之間連接有第二加法器；所述第二加法器的輸入信號(hào)包括抗飽和PI控制器輸出的有功電流指令值和電網(wǎng)中輸電線路流過的有功電流值i_d，輸出信號(hào)為電流值

優(yōu)選的，所述并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制的控制電路包括第一PI控制器、第二PI控制器、信號(hào)變換單元和SVPWM調(diào)制器；

所述第一PI控制器與信號(hào)變換單元之間連接有第三加法器；所述第三加法器的輸入信號(hào)包括第一PI控制器的輸出信號(hào)和電流值ωi_q，第三加法器的輸出信號(hào)為第一PI控制器的輸出信號(hào)與電流值ωi_q的差值；

所述第二PI控制器的輸入端與第四加法器連接，輸出端依次通過第五加法器、所述信號(hào)變換單元和所述SVPWM調(diào)制器接入所述并網(wǎng)光伏逆變器；

所述第四加法器的輸入信號(hào)包括無功電流指令值和電網(wǎng)中輸電線路流過的無功電流值i_q，輸出信號(hào)為所述第五加法器的輸入信號(hào)包括第二PI控制器的輸出信號(hào)和電流值ωi_d，第五加法器的輸出信號(hào)為第二PI控制器的輸出信號(hào)與電流值ωi_d的差值；

其中，ω為電網(wǎng)電壓角頻率，依據(jù)所述直流電壓外環(huán)控制中抗飽和PI控制器輸出的有功電流指令值和電網(wǎng)要求光伏逆變器輸出電流的功率因數(shù)計(jì)算得到，i_d為電網(wǎng)中輸電線路流過的有功電流值；

優(yōu)選的，所述信號(hào)變換單元為dq/αβ變換單元，接收第一PI控制器和第二PI控制器的輸出信號(hào)，并將其由dq坐標(biāo)系信號(hào)變換為αβ坐標(biāo)系信號(hào)；

優(yōu)選的，所述電網(wǎng)故障時(shí)電壓電流雙環(huán)控制的控制電路包括依次連接的鎖相環(huán)、電壓正 負(fù)序分離單元、自適應(yīng)控制器、第一PIR控制器和第二PIR控制器；

所述鎖相環(huán)的輸入端接入電網(wǎng)輸電線路，獲取三相電網(wǎng)電壓的正序相角θ；

所述電壓正負(fù)序分離單元與自適應(yīng)控制器之間連接有第六加法器，所述第六加法器的輸入信號(hào)包括電壓正負(fù)序分離單元輸出的電網(wǎng)電壓正序分量和dq坐標(biāo)系下電網(wǎng)電壓額定值的d軸分量u_dn，輸出信號(hào)為

所述自適應(yīng)控制器的一個(gè)輸出端通過第七加法器與所述第一PIR控制器連接，另一個(gè)輸出端通過有功電流計(jì)算單元與第八加法器連接；所述第八加法器的輸出端與第二PIR控制器連接；所述第七加法器的輸入信號(hào)包括自適應(yīng)控制器輸出的無功電流指令值i_qref和電網(wǎng)中輸電線路流過的無功電流值i_q，輸出信號(hào)為i₇＝i_qref-i_q；所述第八加法器的輸入信號(hào)包括有功電流計(jì)算單元輸出的有功電流指令值i_dref和電網(wǎng)中輸電線路流過的有功電流值i_d，輸出信號(hào)為i₈＝i_dref-i_d；

所述第一PIR控制器和第二PIR控制器的輸出端均依次通過信號(hào)變換單元和SVPWM調(diào)制器接入所述并網(wǎng)光伏逆變器。；

優(yōu)選的，所述信號(hào)變換單元為dq/αβ變換單元，接收第一PIR控制器和第二PIR控制器的輸出信號(hào)，并將其由dq坐標(biāo)系信號(hào)變換為αβ坐標(biāo)系信號(hào)；

優(yōu)選的，所述自適應(yīng)控制器為P控制器，其控制參數(shù)K_p的計(jì)算公式為：

其中，h為電網(wǎng)電壓正序分量跌落至電網(wǎng)電壓額定值的百分比；u_dn為dq坐標(biāo)系下電網(wǎng)電壓額定值的d軸分量，i_n為光伏并網(wǎng)逆變器的額定電流；

優(yōu)選的，所述自適應(yīng)控制器輸出的無功電流指令值i_qref的上限值i_q_max為：

i_q_max＝ki_n (2)

其中，k＞1.05，i_n為光伏并網(wǎng)逆變器的額定電流；

所述無功電流指令值i_qref的下限值i_q_min的計(jì)算公式為：

其中，i_n為光伏并網(wǎng)逆變器的額定電流；

優(yōu)選的，所述有功電流計(jì)算單元輸出的有功電流指令值i_dref的計(jì)算公式為：

其中，i_max為光伏并網(wǎng)逆變器能夠承受的最大電流，i_qref為自適應(yīng)控制器輸出的無功電流指令值i_qref，為電網(wǎng)故障時(shí)刻采集到的并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制的電流指令值。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果是：

1、本發(fā)明提供的一種光伏并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，檢測(cè)到電網(wǎng)電壓跌落后，控制策略快速切換，保證光伏并網(wǎng)；

2、本發(fā)明提供的一種光伏并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，在故障期間，能夠消除并網(wǎng)電流負(fù)序分量，光伏逆變器向電網(wǎng)輸送三相對(duì)稱的電流；

3、本發(fā)明提供的一種光伏并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，在電網(wǎng)電壓故障時(shí)，尤其是不對(duì)稱故障條件下，電網(wǎng)電壓、電流均存在負(fù)序分量，且負(fù)序分量在dq正序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下表現(xiàn)為100Hz正弦量，若電流內(nèi)環(huán)依舊采用PI控制器，負(fù)序分量存在較大的穩(wěn)態(tài)誤差，不能被控制為零，因此將PI與PR控制器結(jié)合起來，采用PIR控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)直流量與100Hz交流量的無靜差控制；

4、本發(fā)明提供的一種光伏并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，采用PIR控制器，減少電流正負(fù)序分量產(chǎn)生的延時(shí)，加快系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)，控制策略切換時(shí)并網(wǎng)電流無沖擊，能夠平滑過渡；

5、本發(fā)明提供的一種光伏并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，電壓外環(huán)采用自適應(yīng)比例調(diào)節(jié)器，能夠在30ms內(nèi)向電網(wǎng)發(fā)送動(dòng)態(tài)無功電流支撐，滿足新國(guó)標(biāo)GB/T 19964-2012《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》要求；

6、本發(fā)明提供的一種光伏并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，在電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常時(shí)，通過將鎖存的直流母線直流電壓指令值賦值給最大功率點(diǎn)跟蹤參考電壓，加快MPPT的跟蹤速度，提高母線電壓調(diào)節(jié)的動(dòng)、靜態(tài)性能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1：本發(fā)明實(shí)施例中電網(wǎng)電壓正常時(shí)光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略框圖；

圖2：本發(fā)明實(shí)施例中電網(wǎng)電壓故障時(shí)光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略框圖；

圖3：本發(fā)明實(shí)施例中光伏并網(wǎng)逆變器故障穿越控制流程圖；

圖4：本發(fā)明實(shí)施例中三相電網(wǎng)電壓跌落至0％額定電壓時(shí)A相、B相和C相的電壓波形圖；

圖5：本發(fā)明實(shí)施例中三相電網(wǎng)電壓跌落至0％額定電壓時(shí)A相、B相和C相的電流波形圖；

圖6：本發(fā)明實(shí)施例中三相電網(wǎng)電壓跌落至0％額定電壓故障發(fā)生與恢復(fù)時(shí)A相、B相和C相暫態(tài)電壓波形圖；

圖7：本發(fā)明實(shí)施例中三相電網(wǎng)電壓跌落至0％額定電壓故障發(fā)生與恢復(fù)時(shí)A相、B相和C相暫態(tài)電流波形圖；

圖8：本發(fā)明實(shí)施例中光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

本發(fā)明提供的一種光伏并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法為光伏并網(wǎng)逆變器低電壓故障穿越期間自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，電網(wǎng)電壓故障期間，采用電網(wǎng)電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)控制策略，電網(wǎng)電壓外環(huán)基于電網(wǎng)電壓正序分量跌落至額定電壓百分比并采用自適應(yīng)控制器，電流內(nèi)環(huán)采用PIR控制器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流無靜差控制。

本發(fā)明中光伏并網(wǎng)逆變器自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法的實(shí)施例如圖3所示，具體為：

1、電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，光伏并網(wǎng)逆變器對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行電壓電流雙環(huán)控制，該電壓電流雙環(huán)控制包括直流電壓外環(huán)控制和并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制。

如圖1所示，直流電壓外環(huán)控制的控制電路包括MPPT控制器和抗飽和PI控制器；并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制的控制電路包括第一PI控制器、第二PI控制器、信號(hào)變換單元和SVPWM調(diào)制器，其中：

(1)MPPT控制器和抗飽和PI控制器的邏輯連接關(guān)系為：

該MPPT控制器的輸入端接入電網(wǎng)中光伏發(fā)電單元PV與并網(wǎng)光伏逆變器之間，輸出端與抗飽和PI控制器連接。MPPT控制器與抗飽和PI控制器之間連接有第一加法器。

第一加法器的輸入信號(hào)包括MPPT控制器輸出的直流電壓指令值和光伏發(fā)電單元輸出的電壓值V_dc，第一加法器的輸出信號(hào)為電壓值

(2)抗飽和PI控制器和第一PI控制器的邏輯連接關(guān)系為：

抗飽和PI控制器的輸出端依次通過第一PI控制器、信號(hào)變換單元和SVPWM調(diào)制器接入并網(wǎng)光伏逆變器?？癸柡蚉I控制器與第一PI控制器之間連接有第二加法器。

第二加法器的輸入信號(hào)包括抗飽和PI控制器輸出的有功電流指令值和電網(wǎng)中輸電線路流過的有功電流值i_d，第二加法器的輸出信號(hào)為電流值

(3)第一PI控制器、第二PI控制器、信號(hào)變換單元和SVPWM調(diào)制器的邏輯連接關(guān)系為：

①：第一PI控制器與信號(hào)變換單元之間連接有第三加法器；

第三加法器的輸入信號(hào)包括第一PI控制器的輸出信號(hào)和電流值ωi_q，第三加法器的輸出信號(hào)為第一PI控制器的輸出信號(hào)與電流值ωi_q的差值。

②：第二PI控制器的輸入端與第四加法器連接，輸出端依次通過第五加法器、信號(hào)變換單元和SVPWM調(diào)制器接入并網(wǎng)光伏逆變器。

此時(shí)第四加法器的輸入信號(hào)包括無功電流指令值和電網(wǎng)中輸電線路流過的無功電流值i_q，第四加法器的輸出信號(hào)為第五加法器的輸入信號(hào)包括第二PI控制器的輸出信號(hào)和電流值ωi_d，第五加法器的輸出信號(hào)為第二PI控制器的輸出信號(hào)與電流值ωi_d的差值；

其中，ω為電網(wǎng)電壓角頻率，依據(jù)直流電壓外環(huán)控制中抗飽和PI控制器輸出的有功電流指令值計(jì)算得到。

本發(fā)明實(shí)施例中信號(hào)變換單元為dq/αβ變換單元，接收第一PI控制器的輸出信號(hào)和第二PI控制器的輸出信號(hào)，并將上述輸出信號(hào)均由dq坐標(biāo)系信號(hào)變換為αβ坐標(biāo)系信號(hào)。

2、采集電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)直流電壓外環(huán)控制的直流電壓指令值和并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制的 電流指令值。

3、斷開直流電壓外環(huán)控制。

4、構(gòu)建電網(wǎng)電壓外環(huán)控制的控制電路，以向并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制輸出有功電流指令i_dref。

同時(shí)，電網(wǎng)電壓外環(huán)控制和并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制組成新的電壓電流雙環(huán)控制，即電網(wǎng)故障時(shí)的電壓電流雙環(huán)控制，向光伏并網(wǎng)逆變器輸出三相調(diào)制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)光伏并網(wǎng)逆變器工作。

如圖2所示，電網(wǎng)電壓外環(huán)控制的控制電路包括依次連接的鎖相環(huán)、電壓正負(fù)序分離單元、自適應(yīng)控制器、第一PIR控制器和第二PIR控制器，其中：

(1)鎖相環(huán)

該鎖相環(huán)的輸入端接入電網(wǎng)輸電線路，用于獲取三相電網(wǎng)電壓的正序相角θ，并正序相角θ發(fā)送到電壓正負(fù)序分離單元中。

(2)電壓正負(fù)序分離單元、自適應(yīng)控制器第一PIR控制器和第二PIR控制器的邏輯連接關(guān)系為：

該電壓正負(fù)序分離單元與自適應(yīng)控制器之間連接有第六加法器；自適應(yīng)控制器的一個(gè)輸出端通過第七加法器與第一PIR控制器連接，另一個(gè)輸出端通過有功電流計(jì)算單元與第八加法器連接；第八加法器的輸出端與第二PIR控制器連接。

①：第六加法器的輸入信號(hào)包括電壓正負(fù)序分離單元輸出的電網(wǎng)電壓正序分量和dq坐標(biāo)系下電網(wǎng)電壓額定值的d軸分量u_dn，第六加法器的輸出信號(hào)為

②：第七加法器的輸入信號(hào)包括自適應(yīng)控制器輸出的無功電流指令值i_qref和電網(wǎng)中輸電線路流過的無功電流值i_q，第七加法器的輸出信號(hào)為i₇＝i_qref-i_q；

③：此時(shí)第八加法器的輸入信號(hào)包括有功電流計(jì)算單元輸出的有功電流指令值i_dref和電網(wǎng)中輸電線路流過的有功電流值i_d，第八加法器的輸出信號(hào)為i₈＝i_dref-i_d。

本實(shí)施例中三相電網(wǎng)電壓u_a、u_b和u_c經(jīng)過正序鎖相環(huán)鎖相后得到正序相角θ，再經(jīng)過Park變換、Clark變換和電壓正負(fù)序分離得到電網(wǎng)電壓正序分量與dq坐標(biāo)系下電網(wǎng)電壓額定值的d軸分量u_dn比較后的誤差經(jīng)過自適應(yīng)控制器得到無功電流指令i_qref。

(3)第一PIR控制器

第一PIR控制器和第二PIR控制器的輸出端均依次通過信號(hào)變換單元和SVPWM調(diào)制器 接入并網(wǎng)光伏逆變器。

本實(shí)施例中信號(hào)變換單元為dq/αβ變換單元，接收第一PIR控制器的輸出信號(hào)和第二PIR控制器的輸出信號(hào)，并將上述輸出信號(hào)由dq坐標(biāo)系信號(hào)變換為αβ坐標(biāo)系信號(hào)。第一PIR控制器和第二PIR控制器輸出的αβ坐標(biāo)系下的兩相調(diào)制信號(hào)經(jīng)過坐標(biāo)變換后得到αβ坐標(biāo)系下的調(diào)制信號(hào)，SVPWM調(diào)制器對(duì)信號(hào)變換單元輸出的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行計(jì)算得到三相調(diào)制波，驅(qū)動(dòng)光伏并網(wǎng)逆變器工作。

(4)自適應(yīng)控制器

本實(shí)施例中自適應(yīng)控制器采用P控制器，其控制參數(shù)K_p的計(jì)算公式為：

其中，h為電網(wǎng)電壓正序分量跌落至電網(wǎng)電壓額定值的百分比；u_dn為dq坐標(biāo)系下電網(wǎng)電壓額定值的d軸分量，i_n為光伏并網(wǎng)逆變器的額定電流。

本實(shí)施例中光伏并網(wǎng)逆變器能夠承受的最大電流有限，需要對(duì)電網(wǎng)電壓外環(huán)的輸出加入自適應(yīng)的限幅調(diào)解，保證電網(wǎng)電壓跌落時(shí)光伏并網(wǎng)逆變器輸出的無功電流既能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，又不損壞光伏并網(wǎng)逆變器。自適應(yīng)控制器輸出的無功電流指令值i_qref的上限值i_q_max為：

i_q_max＝ki_n (2)

其中，k依據(jù)光伏并網(wǎng)逆變器能夠承受的最大電流設(shè)置，k＞1.05，本實(shí)施例中此處選取k＝1.08，i_n為光伏并網(wǎng)逆變器的額定電流。

所述無功電流指令值i_qref的下限值i_q_min的計(jì)算公式為：

其中，i_n為光伏并網(wǎng)逆變器的額定電流。

(5)有功電流計(jì)算單元

本實(shí)施例中有功電流計(jì)算單元輸出的無功電流指令值i_dref的計(jì)算公式為：

其中，i_n為光伏并網(wǎng)逆變器的額定電流，i_max為光伏并網(wǎng)逆變器能夠承受的最大電流，取值為1.1i_n，i_qref為自適應(yīng)控制器輸出的無功電流指令值，為電網(wǎng)故障時(shí)刻記錄的并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制的電流指令值。

5、當(dāng)電網(wǎng)電壓在預(yù)置時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常后，斷開電網(wǎng)電壓外環(huán)控制。

6、將在步驟1中存儲(chǔ)的直流電壓指令值賦值到直流電壓外環(huán)控制中MPPT控制器的參考電壓，光伏并網(wǎng)逆變器并重新對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行直流電壓外環(huán)控制和并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制，即采用電網(wǎng)正常時(shí)的電壓電流雙環(huán)控制。將直流電壓指令值賦值到MPPT控制器，可以加快MPPT控制器的跟蹤速度，提高母線電壓調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)性能。

本發(fā)明中圖8所示光伏并網(wǎng)逆變器進(jìn)行低電壓故障器件自適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)倪^程為：

該光伏并網(wǎng)逆變器的具體參數(shù)包括：

①：額定容量為500kVA，光伏陣列開路電壓U_oc＝910V，短路電流I_sc＝789.36A，最大功率點(diǎn)電壓U_m＝720V，最大功率點(diǎn)電流I_m＝710.4A；

②：直流側(cè)電容為13200μF；

③：功率器件為IGBT，開關(guān)頻率為4.5kHz；

④：輸出濾波電感200uH，濾波電容200μH；

⑤：直流母線電壓抗飽和PI控制器比例系數(shù)K′_p＝3，積分系數(shù)K_i＝1300，反向積分系數(shù)K′_i＝1300；電流內(nèi)環(huán)PI控制器比例系數(shù)K″_p＝3，積分系數(shù)K″_i＝300，電網(wǎng)電壓跌落故障期間電流環(huán)PIR控制器比例系數(shù)K_p＝3，積分系數(shù)K″′_i＝300，諧振系數(shù)K_r＝300，諧振頻率ω＝628rad/s。

電網(wǎng)電壓正常時(shí)其電壓電流波形分別如圖4和5所示，光伏并網(wǎng)逆變器采用如圖1所示的電壓電流雙環(huán)控制策略，當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)電壓發(fā)生跌落故障發(fā)生后，如圖6所示，記錄此時(shí)直流電壓外環(huán)控制的直流電壓指令值和并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制的電流指令值，切斷直流電壓外環(huán)，采用如圖2所示控制策略，具體為：

(1)將三相電網(wǎng)電壓u_a、u_b和u_c經(jīng)過正序鎖相環(huán)鎖相后得到正序相角θ，再經(jīng)過Park變 換、Clark變換和電壓正負(fù)序分離得到電網(wǎng)電壓正序分量和此時(shí)與電網(wǎng)電壓額定值軸分量u_dn比較后的誤差經(jīng)過自適應(yīng)控制器得到無功電流指令i_qref，無功電流指令i_dref依據(jù)式(4)計(jì)算得到。

(2)依據(jù)式(1)～(3)設(shè)置自適應(yīng)控制器的相關(guān)參數(shù)，本實(shí)施例中電網(wǎng)電壓發(fā)生三相故障，跌落深度h＝0％。

(3)第一PIR控制器和第二PIR控制器輸出的αβ坐標(biāo)系下的兩相調(diào)制信號(hào)經(jīng)過坐標(biāo)變換后得到αβ坐標(biāo)系下的調(diào)制信號(hào)，SVPWM調(diào)制器對(duì)信號(hào)變換單元輸出的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行計(jì)算得到三相調(diào)制波，驅(qū)動(dòng)光伏并網(wǎng)逆變器工作。

(4)當(dāng)電網(wǎng)電壓在預(yù)置時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常后，如圖7所示，斷開電網(wǎng)電壓外環(huán)控制。將直流電壓指令值賦值到MPPT控制器的參考電壓，光伏并網(wǎng)逆變器并重新對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行直流電壓外環(huán)控制和并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)控制。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。