一种多机并网功率变换器低电压穿越控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力领域，尤其涉及一种多机并网功率变换器低电压穿越控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着光伏发电的推广，建立起越来越多的大规模光伏电站，由于现场环境等各方面因素使得对光伏电站的并网特性要求越来越高。作为保障电网运行的一项重要指标，光伏逆变器的低电压穿越能力越来越被重视，各国并网标准中对低电压穿越均有严格的要求。低电压穿越(LVRT):是指当电力系统事故或扰动，如发生电力系统短路或、负载功率的突变等引起光伏电站并网点的电压跌落时，在一定电压跌落范围和时间间隔内，光伏电站能够保证不脱网连续运行，避免电网故障的扩大化，同时光伏并网逆变器有正常的电压工作范围，电压太低时逆变器会关机，因此标准中提出低电压穿越，要求逆变器在低电压下继续工作一段时间，需要能够发出一定的有功和无功功率，以支撑电网恢复，从而穿越这个低电压时间区域。说明书附图中图2为中国并网标准中对低电压穿越的要求。当低电压穿越发生时，母线电压升高到光伏电池板的开路电压Voc，低穿恢复冲击即电网电压突然提升导致有功电流或无功电流突变的时候易触发母线电压保护，导致电容电压太高导致开启保护或器件损坏。
[0003]而且，在低电压穿越过程中，在较高的母线电压下，要求功率变换器器发出较大的无功电流，需要较大的母线电容容值，以保证低穿稳态能够正常运行，较大的母线电容增加了系统成本。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种多机并网功率变换器低电压穿越控制方法，能够克服现有技术中存在的易触发母线电压保护或器件损坏的导致的功率变换器不稳定问题，以及需要较大的母线电容容值导致的系统成本增加的问题，该方法能够有效降低母线电容容值且增强低电压穿越的稳定性。
[0005]第一方面提供一种多机并网功率变换器低电压穿越控制系统，包括:光伏阵列以及逆变器，所述逆变器包括DC/DC变换单元和与所述DC/DC变换单元输出端相连的DC/AC逆变单元，所述DC/DC变换单元输入端与所述光伏阵列输出端相连，所述逆变器在并网点与电网相连，所述并网点为光伏发电站与电网的连接点，其特征在于，
[0006]所述逆变器，还包括低电压穿越检测单元与低电压穿越控制单元；
[0007]所述低电压穿越检测单元，用于对所述并网点的电网电压的幅值进行检测，以确定是否触发低电压穿越；
[0008]所述低电压穿越控制单元，与所述低电压穿越检测单元相连，在所述低电压穿越检测单元确定触发所述低电压穿越的情形下，用于降低所述DC/DC变换单元的输入电压，以降低所述光伏阵列的输出电压，以使所述光伏阵列的输出电压小于所述逆变器稳态运行时最大功率点跟踪的电压。
[0009]在第一方面第一种可能的实现方式中，所述低电压穿越控制单元，在所述低电压穿越检测单元确定触发所述低电压穿越的情形下，还用于降低所述DC/DC变换单元的输出电压，以降低所述低电压穿越恢复时电网电压瞬间升高引起的母线电压的升高值，以保护母线器件或避免触发母线过压保护，所述母线用于连接所述DC/DC变换单元与所述DC/AC逆变单元，所述母线器件为串联在所述母线上的器件。
[0010]结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述低电压穿越控制单元，在所述低电压穿越检测单元确定触发所述低电压穿越的情形下，还用于降低所述DC/DC变换单元的输出电压，具体用于:
[0011]降低所述DC/DC变换单元的输入电压，从而降低所述DC/DC变换单元的输出电压。
[0012]结合第一方面第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述低电压穿越控制单元，在所述还用于降低所述DC/DC变换单元的输出电压，以降低所述低电压穿越恢复时电网电压瞬间提升引起的母线电压的升高值，以保护母线器件或避免触发母线过压保护，所述母线用于连接所述DC/DC变换单元与所述DC/AC逆变单元方面，具体用于:
[0013]根据所述逆变器稳态运行时最大功率点跟踪的电压以及电网电压信息设置所述母线正常运行时的电压区间，将升高后的所述母线电压控制在所述母线正常运行时的电压区间。
[0014]结合第一方面至第一方面第三种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述低电压穿越检测单元，用于对所述并网点的电网电压的幅值进行检测，以检测是否触发低电压穿越方面，具体用于:
[0015]对电网电压的幅值进行检测，在所述幅值的变化超过预设区间时，触发低电压穿越。
[0016]第二方面提供一种多机并网功率变换器低电压穿越控制方法，其特征在于，包括:
[0017]对电网并网点的电压的幅值或相位进行检测，以确定是否触发低电压穿越，所述并网点为光伏发电站与电网的连接点；
[0018]在确定触发所述低电压穿越的情形下，降低DC/DC变换单元的输入电压，以降低光伏阵列的输出电压，以使所述光伏阵列的输出电压小于所述逆变器稳态运行时最大功率点跟踪的电压。
[0019]在第二方面第一种可能的实现方式中，在确定触发所述低电压穿越的情形下，降低所述DC/DC变换单元的输出电压，以降低所述低电压穿越恢复时电网电压瞬间升高引起的母线电压的升高值，以保护母线器件或避免触发母线过压保护，所述母线用于连接所述DC/DC变换单元与所述DC/AC逆变单元，所述母线器件为串联在所述母线上的器件。
[0020]结合第二方面，第二种可能的实现方式中，所述降低所述DC/DC变换单元的输出电压，具体包括:
[0021]降低所述DC/DC变换单元的输入电压，从而降低所述DC/DC变换单元的输出电压。
[0022]结合第二方面至第二方面第二种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述降低所述DC/DC变换单元的输出电压，以降低所述低电压穿越恢复时电网电压瞬间升高引起的母线电压的升高值，以保护母线器件或避免触发母线过压保护，所述母线用于连接所述DC/DC变换单元与所述DC/AC逆变单元，所述母线器件为串联在所述母线上的器件，具体包括:
[0023]根据所述逆变器稳态运行时最大功率点跟踪的电压以及电网电压信息设置所述母线正常运行时的电压区间，将所述母线电压控制在所述母线正常运行时的电压区间。
[0024]结合第二方面至第二方面第三种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述对所述并网点的电网电压的幅值进行检测，以确定是否触发低电压穿越，具体包括:
[0025]对并网点的电网电压的幅值进行检测，在所述幅值的变化超过预设区间时，触发低电压穿越。
[0026]本发明提供的一种多机并网功率变换器低电压穿越控制系统，通过降低所述DC/DC变换单元的输入电压，降低了所述光伏阵列的输出电压及输出功率，通过对光伏阵列的输出电压和逆变器的输入输出电压进行调节，在将所述光伏阵列、逆变器及电网并网点之间的功率平衡了的同时，使所述逆变器能够实现低电压穿越且能够克服现有技术中存在的易触发母线电压保护或母线器件损坏的导致的功率变换器不稳定问题，以及需要较大的母线电容容值导致的系统成本增加的问题，该方法能够有效降低母线电容容值且增强低电压穿越的稳定性。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本发明实施例提供的一种多机并网功率变换器低电压穿越控制系统的结构图；
[0029]图2为中国并网标准中对低电压穿越的要求的示意图；
[0030]图3为本发明光伏阵列为低电压穿越时光伏阵列电流、电压及功率变化的示意图；
[0031]图4为本发明实施例提供的一种多机并网功率变换器低电压穿越控制系统的电路图；
[0032]图5为本发明实施例提供的一种多机并网功率变换器低电压穿越控制系统的控制图；
[0033]图6为本发明实施例提供的一种多机并网功率变换器低电压穿越控制方法的流程图；
[0034]图7为本发明实施例提供的另一种多机并网功率变换器低电压穿越控制方法的流程图；
【具体实施方式】
[0035]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]如图1所示，本发明实施例提供的一种多机并网功率变换器低电压穿越控