一种光伏逆变器低电压穿越的控制方法与流程

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本发明属光伏逆变器领域，涉及一种光伏逆变器低电压穿越的控制方法。


背景技术：

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在我国现今电力生产中，光伏发电占有非常重要的地位，经过多年的探索和研究，建设的数量不断增加，规模不断扩大，以其可再生、转换效率高、环保等优点倍受国家的重点关注和扶持。
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在实践过程中，有时候电网发生故障，电网的输出电压和频率发生大幅度变化，会对电网系统的稳定性造成严重的影响。为了解决这一矛盾，各国在发电过程中都非常注重低电压穿越技术的应用。
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低电压穿越(简称lvrt)，指的是当逆变器在并网的过程中会出现电压大幅度降低的现象，通过低电压穿越技术保持并网的同时能够继续提供一定的无功支撑直到电网恢复正常的运行，最终实现在低电压时间段内的区域穿越。
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电压的大幅度跌落会造成电流的快速过流，长时间的过流导致元器件出现击穿而炸毁的现象，由此可见，为了维护电网系统的安全性和稳定性，应用lvrt技术的非常有必要的。
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现有针对低穿的处理方案，电压的突变反馈到控制环，通过反馈量的大小来调节控制电流环的参数，由于控制环响应时间的存在，对于较为严格低穿需求，响应时间需要在毫秒级，该方法常常不能够满足。而且对于一个稳态的系统来说，切换控制环参数，不可避免的会导致一些不可靠的状态出现。


技术实现要素：

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为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种光伏逆变器低电压穿越的控制方法，稳定可靠。
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为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
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一种光伏逆变器低电压穿越的控制方法，包括如下步骤：
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a、对所述光伏逆变器的输出侧电压进行实时采样；
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b、通过d-q分解提取步骤a采样的所述电压的d轴直流分量；
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c、在电网周期内对步骤b提取的所述d轴直流分量进行滑窗滤波处理，滑窗长度为电网周期内的采样点数n，当滑窗点数大于或等于n点时，计算n点的d轴直流分量的平均值；及
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d、判断所述平均值是否小于设定阈值；
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其中，当判断结果为真时，判定此时满足低电压穿越，封所述光伏逆变器的逆变侧驱动使所述光伏逆变器维持并网；
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当判断结果为否时，释放所述光伏逆变器的逆变器驱动。
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优选地，电网周期内的采样点数n＝20ms/(1/f)，其中f为采样频率。
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优选地，利用锁相环通d-q分解提取步骤a采样的所述电压的d轴直流分量。通过锁相环提取d轴分量，该响应周期只需要一至两个市电周期，能够为快速响应低穿功能做了前级支撑。
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更优选地，在采样频率f下，利用sogi软件锁相方法，通过d-q分解提取采样得到的电压的所述d轴直流分量。
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优选地，所述设定阈值为额定电压的20～70％。
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优选地，当判断结果为真时，置标志位为1，进入低电压穿越模式；当判断结果为否时，置标志位为0，退出低电压穿越模式。
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本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：
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本发明的光伏逆变器低电压穿越的控制方法，通过提取d轴分量，该响应周期只需要一至两个市电周期，能够为快速响应低穿功能做了前级支撑，同时设置滑窗滤波，增加了低穿电压判断的可靠性；通过设定的条件，判断符合低穿状态时，在规定的时间内，直接采用封逆变侧的驱动来实现零功率输出，同时控制环参数不会清零，待退出低穿状态后，控制环能够快速切入，保证其能够快速满功率运行。
附图说明
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为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
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图1为根据本发明实施例的一种控制方法的流程图；
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图2a为额定电压波形图；
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图2b为额定电压d轴分量的示意图；
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图3a为32v电网电压波形图；
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图3b为32v电网电压d轴分量的示意图。
具体实施方式
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下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
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本实施例提供的一种光伏逆变器低电压穿越的控制方法，通过以dsp为核心的mcu以及采样电路设计，稳定可靠地识别低电压穿越，以对光伏逆变器的低电压穿越进行控制。参照图1所示，该控制方法具体实施如下。
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s100、软件配置ad采样，对光伏逆变器的输出侧电压进行实时采样，采样频率设置为f，电网周期内采样点数为n＝20ms/(1/f)。图2a和图3a分别示出了额定电压和32v电压的波形。
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s200、在采样频率f下，利用sogi(双二阶广义积分器)软件锁相方法，通过d-q分解提取采样得到的电压的d轴直流分量grid_d。
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s300、设计软件滑窗滤波grid_buff[n]，滑窗长度为步骤s100中的n，即在电网周
期内进行滑窗处理，当滑窗点数count大于等于n点时，计算n点d轴分量的平均值grid_d_avg。图2b和图3b分别示出了提取的额定电压和32v电压的d轴直流分量。
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s400、判断条件：判断平均值grid_d_avg是否小于设定阈值griv_value。
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当计算得到的grid_d_avg小于设定阈值griv_value，可以判定此时满足低电压穿越，置标志位uwinvepwrlimitzeroflag为1，即进入低电压穿越模式；griv_value一般为20％额定电压～70％额定电压，额定电压指是指一个国家或者地区规定的交流电压，例如中国的额定电压是220v。
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当grid_d_avg大于等于griv_value，置标志位uwinvepwrlimitzeroflag为0，即退出低电压穿越模式。
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s500、当uwinvepwrlimitzeroflag为1时，封逆变侧驱动，使光伏逆变器维持并网。
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s600、当置标志位uwinvepwrlimitzeroflag为0时，释放逆变侧驱动。
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上述方法中，通过锁相环提取d轴分量，该响应周期只需要一至两个市电周期，能够为快速响应低穿功能做了前级支撑，同时在采样频率f下设置滑窗滤波，增加了低穿电压判断的可靠性；通过设定的条件，判断符合低穿状态时，在规定的时间内，直接采用封逆变侧的驱动来实现零功率输出，同时控制环参数不会清零，待退出低穿状态后，控制环能够快速切入，保证其能够快速满功率运行。
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上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的精神实质所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。