一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着光伏发电技术的发展和成本的降低，光伏发电在电力供应中的比重不断增 加。目前，国内多个规划或在建的光伏发电基地大多采用的"大规模集中式开发，高压远距 离外送"方式。光伏并网系统作为一种新型的电源形式在电力系统中正发挥愈加重要的作 用，同时光伏发电系统在功率控制方面具有一定的潜力，有望在有功调节方面发挥更大的 作用。
[0003] 在电网正常工作时，光伏并网系统W单位功率因数并网运行，此时光伏阵列提供 功率与电网需求保持一致，整个系统安全稳定运行。当电网出现突发状况，如电网电压跌 落，为了及时应对，一般要求光伏并网系统具备低电压穿越能力。传统的低电压穿越方法多 采用前馈限幅控制方法，此方法能够将网侧电流限定在安全范围内，但却无法抑制直流侧 电压的急速上升。
【发明内容】
[0004] 发明目的：本发明的目的是提供一种能够有效抑制低电压故障中过流、过压的光 伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法。
[0005] 技术方案；本发明所述的光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法，包括W 下的步骤：
[0006] S1 ;确定光伏阵列的开路电压U。。和最大功率点电压Umpp，从而得到稳定工作区间 扣。。，Umpp]，并得到最大功率Pmpp;
[0007] S2 ;判断电网电压跌落幅度6d是否满足e0. 1，如果是，则继续进行步骤S3,如 果不是，则W最大功率Pmpp输出，进行步骤S6 ;
[000引 S3 ;判断稳定工作区间扣。。，Umpp]内是否能找到某一输出电压，其对应的输出功率 能够追踪到设定功率Puf;如果能，则继续进行步骤S4,如果不能，则W最大功率Pmpp输出， 进行步骤S6 ;
[0009] S4 ;在光伏并网系统的Boost电路中，将设定功率Puf对应的设定电压值与输出电 压值做差，再将差值输入PID控制器，调整PID控制器的参数值，从而调整Boost电路的占 空比；
[0010] S5 ;W设定功率Pref输出；
[0011] S6;结束。
[0012]进一步，所述步骤S2中最大功率点电压Umpp通过定电压跟踪法确定，定电压跟踪 法包括如下的步骤：
[001引S2. 1 ;确定光伏阵列的开路电压U。。；
[0014] S2.2 ;根据Umpp=kU。。确定最大功率点电压Umpp,其中，0.71《k《0.82。
[0015] 进一步，所述步骤S3包括w下的步骤：
[0016]S3. 1;设置最大迭代次数N、迭代精度e和起始计算点电压巧=U"""'2+U°f，并由起 始计算点电压Ui得到起始计算点功率P1;
[0017]S3. 2;如果第k个计算点的功率Pk满足|Pk-PrefI《e，且k《N，则进行步骤S3. 4; 如果第k个计算点的功率Pk满足IPk-PtefI〉e，且k《N，则进行步骤S3. 3 ;如果k〉N，则进 行步骤S3. 4 ;
[001引S3. 3 ;如果第k个计算点的功率Pk满足Pk-Pref〉e，则设置第k+1个计算点的电压 ^4+1 = ^^，并求得第k+1个计算点的功率Pw，重复步骤S3. 2的迭代；如果第k个计算 点的功率Pk满足Puf-Pk>e，则设置第k+1个计算点的电压化+1 = 并求得第k+i 个计算点的功率Pw，重复步骤S3. 2的迭代；
[0019]S3. 4;迭代结束。
[0020] 有益效果；本发明方法不仅能够在不增加硬件成本的基础上有效抑制低电压故障 中出现的过流、过压现象，且能够根据电网电压跌落的幅度快速调节光伏阵列输出功率，提 高了系统的安全性与可控性。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明流程图；
[0022] 图2为本发明的光伏并网系统的框图；
[002引 图3为本发明在Matl油/Simulink中的系统仿真模型图；
[0024] 图4为前馈限幅控制方法在低电压穿越中光伏阵列输出的有功功率效果图；
[0025] 图5是前馈限幅控制方法在低电压穿越中输出到电网的有功功率效果图；
[0026] 图6是本发明方法在低电压穿越中光伏阵列输出的有功功率效果图；
[0027] 图7是本发明方法在低电压穿越中输出到电网的有功功率效果图；
[002引图8是前馈限幅控制方法在低电压穿越中直流侧电容电压效果图；
[0029] 图9是前馈限幅控制方法在低电压穿越中网侧相电流效果图；
[0030] 图10是本发明方法在低电压穿越中直流侧电容电压效果图；
[0031] 图11是本发明方法在低电压穿越中网侧相电流效果图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步的介绍。
[0033] 本发明的方法流程图如图1所示，包括W下的步骤：
[0034] S1;确定光伏阵列的开路电压U。。和最大功率点电压Umpp，从而得到稳定工作区间 [Uw，Umpp]，并得到最大功率Pmpp;
[0035]S2 ;判断电网电压跌落幅度6d是否满足0. 1，如果是，则光伏并网系统工作在 定额功率控制模式，继续进行步骤S3,如果不是，则光伏并网系统工作在MPPT模式，W最大 功率Pmpp输出，进行步骤S6;
[0036]S3 ;判断稳定工作区间扣。。，Umpp]内是否能找到某一输出电压，其对应的输出功率 能够追踪到设定功率Puf;如果能，则继续进行步骤S4,如果不能，则W最大功率Pmpp输出， 进行步骤S6;
[0037]S4 ;在光伏并网系统的Boost电路中，将设定功率Puf对应的设定电压值与输出电 压值做差，再将差值输入PID控制器，调整PID控制器的参数值，从而调整Boost电路的占 空比；
[003引 S5 ;W设定功率Pref输出；
[0039] S6;结束。
[0040] 其中，步骤S2中开路电压U。。根据厂家提供的光伏电池在采用标准工况下的开路 电压来确定。
[0041] 其中，步骤S2中最大功率点电压Umpp通过定电压跟踪法确定，定电压跟踪法包括 如下的步骤：
[0042] S2. 1 ;确定光伏阵列的开路电压U。。；
[00创 S2. 2;根据Umpp=kU。。确定最大功率点电压Umpp，其中，0. 71《k《0. 82。
[0044] 步骤S3可W采用二分法寻优的方式，包括W下的步骤：
[0045] S3. 1 ;设置最大迭代次数N、迭代精度e和起始计算点电压巧=3+，并由起 始计算点电压Ui得到起始计算点功率P1;
[0046] S3.2;如果第k个计算点的功率Pk满足|Pk-PtefI《e，且k《N，则进行步骤S3. 4 ; 如果第k个计算点的功率Pk满足IPk-PtefI〉e，且k《N，则进行步骤S3. 3 ;如果k〉N，则进 行步骤S3. 4 ;
[0047] S3. 3 ;如果第k个计算点的功率Pk满足Pk-