一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)低電壓穿越的定額功率控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)低電壓穿越的定額功率控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，光伏發(fā)電在電力供應(yīng)中的比重不斷增 加。目前，國(guó)內(nèi)多個(gè)規(guī)劃或在建的光伏發(fā)電基地大多采用的"大規(guī)模集中式開(kāi)發(fā)，高壓遠(yuǎn)距 離外送"方式。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)作為一種新型的電源形式在電力系統(tǒng)中正發(fā)揮愈加重要的作 用，同時(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)在功率控制方面具有一定的潛力，有望在有功調(diào)節(jié)方面發(fā)揮更大的 作用。
[0003] 在電網(wǎng)正常工作時(shí)，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)W單位功率因數(shù)并網(wǎng)運(yùn)行，此時(shí)光伏陣列提供 功率與電網(wǎng)需求保持一致，整個(gè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)突發(fā)狀況，如電網(wǎng)電壓跌 落，為了及時(shí)應(yīng)對(duì)，一般要求光伏并網(wǎng)系統(tǒng)具備低電壓穿越能力。傳統(tǒng)的低電壓穿越方法多 采用前饋限幅控制方法，此方法能夠?qū)⒕W(wǎng)側(cè)電流限定在安全范圍內(nèi)，但卻無(wú)法抑制直流側(cè) 電壓的急速上升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效抑制低電壓故障中過(guò)流、過(guò)壓的光 伏并網(wǎng)系統(tǒng)低電壓穿越的定額功率控制方法。
[0005] 技術(shù)方案；本發(fā)明所述的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)低電壓穿越的定額功率控制方法，包括W 下的步驟：
[0006] S1 ;確定光伏陣列的開(kāi)路電壓U。。和最大功率點(diǎn)電壓Umpp，從而得到穩(wěn)定工作區(qū)間 扣。。，Umpp]，并得到最大功率Pmpp;
[0007] S2 ;判斷電網(wǎng)電壓跌落幅度6d是否滿足e0. 1，如果是，則繼續(xù)進(jìn)行步驟S3,如 果不是，則W最大功率Pmpp輸出，進(jìn)行步驟S6 ;
[000引 S3 ;判斷穩(wěn)定工作區(qū)間扣。。，Umpp]內(nèi)是否能找到某一輸出電壓，其對(duì)應(yīng)的輸出功率 能夠追蹤到設(shè)定功率Puf;如果能，則繼續(xù)進(jìn)行步驟S4,如果不能，則W最大功率Pmpp輸出， 進(jìn)行步驟S6 ;
[0009] S4 ;在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的Boost電路中，將設(shè)定功率Puf對(duì)應(yīng)的設(shè)定電壓值與輸出電 壓值做差，再將差值輸入PID控制器，調(diào)整PID控制器的參數(shù)值，從而調(diào)整Boost電路的占 空比；
[0010] S5 ;W設(shè)定功率Pref輸出；
[0011] S6;結(jié)束。
[0012]進(jìn)一步，所述步驟S2中最大功率點(diǎn)電壓Umpp通過(guò)定電壓跟蹤法確定，定電壓跟蹤 法包括如下的步驟：
[001引S2. 1 ;確定光伏陣列的開(kāi)路電壓U。。；
[0014] S2.2 ;根據(jù)Umpp=kU。。確定最大功率點(diǎn)電壓Umpp,其中，0.71《k《0.82。
[0015] 進(jìn)一步，所述步驟S3包括w下的步驟：
[0016]S3. 1;設(shè)置最大迭代次數(shù)N、迭代精度e和起始計(jì)算點(diǎn)電壓巧=U"""'2+U°f，并由起 始計(jì)算點(diǎn)電壓Ui得到起始計(jì)算點(diǎn)功率P1;
[0017]S3. 2;如果第k個(gè)計(jì)算點(diǎn)的功率Pk滿足|Pk-PrefI《e，且k《N，則進(jìn)行步驟S3. 4; 如果第k個(gè)計(jì)算點(diǎn)的功率Pk滿足IPk-PtefI〉e，且k《N，則進(jìn)行步驟S3. 3 ;如果k〉N，則進(jìn) 行步驟S3. 4 ;
[001引S3. 3 ;如果第k個(gè)計(jì)算點(diǎn)的功率Pk滿足Pk-Pref〉e，則設(shè)置第k+1個(gè)計(jì)算點(diǎn)的電壓 ^4+1 = ^^，并求得第k+1個(gè)計(jì)算點(diǎn)的功率Pw，重復(fù)步驟S3. 2的迭代；如果第k個(gè)計(jì)算 點(diǎn)的功率Pk滿足Puf-Pk>e，則設(shè)置第k+1個(gè)計(jì)算點(diǎn)的電壓化+1 = 并求得第k+i 個(gè)計(jì)算點(diǎn)的功率Pw，重復(fù)步驟S3. 2的迭代；
[0019]S3. 4;迭代結(jié)束。
[0020] 有益效果；本發(fā)明方法不僅能夠在不增加硬件成本的基礎(chǔ)上有效抑制低電壓故障 中出現(xiàn)的過(guò)流、過(guò)壓現(xiàn)象，且能夠根據(jù)電網(wǎng)電壓跌落的幅度快速調(diào)節(jié)光伏陣列輸出功率，提 高了系統(tǒng)的安全性與可控性。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為本發(fā)明流程圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的框圖；
[002引 圖3為本發(fā)明在Matl油/Simulink中的系統(tǒng)仿真模型圖；
[0024] 圖4為前饋限幅控制方法在低電壓穿越中光伏陣列輸出的有功功率效果圖；
[0025] 圖5是前饋限幅控制方法在低電壓穿越中輸出到電網(wǎng)的有功功率效果圖；
[0026] 圖6是本發(fā)明方法在低電壓穿越中光伏陣列輸出的有功功率效果圖；
[0027] 圖7是本發(fā)明方法在低電壓穿越中輸出到電網(wǎng)的有功功率效果圖；
[002引圖8是前饋限幅控制方法在低電壓穿越中直流側(cè)電容電壓效果圖；
[0029] 圖9是前饋限幅控制方法在低電壓穿越中網(wǎng)側(cè)相電流效果圖；
[0030] 圖10是本發(fā)明方法在低電壓穿越中直流側(cè)電容電壓效果圖；
[0031] 圖11是本發(fā)明方法在低電壓穿越中網(wǎng)側(cè)相電流效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的介紹。
[0033] 本發(fā)明的方法流程圖如圖1所示，包括W下的步驟：
[0034] S1;確定光伏陣列的開(kāi)路電壓U。。和最大功率點(diǎn)電壓Umpp，從而得到穩(wěn)定工作區(qū)間 [Uw，Umpp]，并得到最大功率Pmpp;
[0035]S2 ;判斷電網(wǎng)電壓跌落幅度6d是否滿足0. 1，如果是，則光伏并網(wǎng)系統(tǒng)工作在 定額功率控制模式，繼續(xù)進(jìn)行步驟S3,如果不是，則光伏并網(wǎng)系統(tǒng)工作在MPPT模式，W最大 功率Pmpp輸出，進(jìn)行步驟S6;
[0036]S3 ;判斷穩(wěn)定工作區(qū)間扣。。，Umpp]內(nèi)是否能找到某一輸出電壓，其對(duì)應(yīng)的輸出功率 能夠追蹤到設(shè)定功率Puf;如果能，則繼續(xù)進(jìn)行步驟S4,如果不能，則W最大功率Pmpp輸出， 進(jìn)行步驟S6;
[0037]S4 ;在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的Boost電路中，將設(shè)定功率Puf對(duì)應(yīng)的設(shè)定電壓值與輸出電 壓值做差，再將差值輸入PID控制器，調(diào)整PID控制器的參數(shù)值，從而調(diào)整Boost電路的占 空比；
[003引 S5 ;W設(shè)定功率Pref輸出；
[0039] S6;結(jié)束。
[0040] 其中，步驟S2中開(kāi)路電壓U。。根據(jù)廠家提供的光伏電池在采用標(biāo)準(zhǔn)工況下的開(kāi)路 電壓來(lái)確定。
[0041] 其中，步驟S2中最大功率點(diǎn)電壓Umpp通過(guò)定電壓跟蹤法確定，定電壓跟蹤法包括 如下的步驟：
[0042] S2. 1 ;確定光伏陣列的開(kāi)路電壓U。。；
[00創(chuàng) S2. 2;根據(jù)Umpp=kU。。確定最大功率點(diǎn)電壓Umpp，其中，0. 71《k《0. 82。
[0044] 步驟S3可W采用二分法尋優(yōu)的方式，包括W下的步驟：
[0045] S3. 1 ;設(shè)置最大迭代次數(shù)N、迭代精度e和起始計(jì)算點(diǎn)電壓巧=3+，并由起 始計(jì)算點(diǎn)電壓Ui得到起始計(jì)算點(diǎn)功率P1;
[0046] S3.2;如果第k個(gè)計(jì)算點(diǎn)的功率Pk滿足|Pk-PtefI《e，且k《N，則進(jìn)行步驟S3. 4 ; 如果第k個(gè)計(jì)算點(diǎn)的功率Pk滿足IPk-PtefI〉e，且k《N，則進(jìn)行步驟S3. 3 ;如果k〉N，則進(jìn) 行步驟S3. 4 ;
[0047] S3. 3 ;如果第k個(gè)計(jì)算點(diǎn)的功率Pk滿足Pk-