一种大功率光伏逆变器的低电压穿越方法
【专利摘要】本发明公开了一种大功率光伏逆变器的低电压穿越方法，包括步骤：实时检测电网电压的跌落类型和深度；对跌落的电网给予符合要求的无功电流支撑；跌落结束后利用基于系统直流母线电压控制的开环调节方法和最大功率跟踪方法实现系统有功功率的快速恢复。本发明对平衡或者不平衡的跌落能进行快速准确的反应，并且能满足低电压穿越标准的技术要求。
【专利说明】一种大功率光伏逆变器的低电压穿越方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及大功率光伏逆变器控制【技术领域】，尤其涉及大功率光伏逆变器的低电压穿越方法。
【背景技术】
[0002]大功率光伏逆变器新的并网接入规则规定:大型光伏电站的中高压型逆变器应具备一定的耐受异常电压的能力，避免在电网电压异常时脱离，引起电网电压的不稳定。电网电压异常在光伏并网系统中体现为并网点电压跌落，根据跌落类型可分为三相平衡跌落和三相不平衡跌落。
[0003]根据要求，光伏逆变器在低电压穿越期间，并网运行需要满足条件如下:
[0004](I)电网电压跌落瞬间，需在保护光伏逆变器安全的前提下保持不间断并网运行。
[0005](2)低电压穿越期间，保持逆变器并网的稳定运行，同时按照并网规则向电网提供必要的无功支撑。
[0006](3)电网电压恢复后，有功电流需以至少30%额定功率/秒的变化率恢复至故障前的运行幅值。
[0007]光伏逆变器没有转动惯量，直流侧的电压在电网电压跌落时不会像风电变流器那样升高很多，所以光伏逆变器进行低电压穿越的重点和难点是交流侧输出电流的大小和相位，在电网电压跌落期间，需要控制有功电流，避免过大的电流损害电力电器件，并按照标准要求对电网提供无功电流的支撑。另外，光伏电站正常并网工作时的输出效率主要由最大功率跟踪策略决定，低电压穿越过程前后逆变器对有功、无功电流的控制，是通过低电压穿越控制过程和最大功率跟踪过程的动态切换实现的，良好地控制策略才能满足低电压穿越过程中对输出电流大小、相位、增减速度的要求。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种大功率光伏逆变器的低电压穿越方法，对平衡或者不平衡的跌落能进行快速准确的反应，并且能满足低电压穿越标准的技术要求。
[0009]实现上述目的的技术方案是:
[0010]一种大功率光伏逆变器的低电压穿越方法，包括步骤:
[0011]步骤1，实时检测电网电压的跌落类型和深度；
[0012]步骤2，对跌落的电网给予符合要求的无功电流支撑；
[0013]步骤3，跌落结束后利用基于系统直流母线电压控制的开环调节方法和最大功率跟踪方法实现系统有功功率的快速恢复，
[0014]进一步地，所述步骤I具体包括:
[0015]步骤11，对三相电网电压值进行采样和锁相，获取三相电压的采样幅值和电网电压A相相位值；
[0016]步骤12，对三相电压幅值以A相相位为基准分别进行正序和负序分解，分别获得三相电压幅值的正序分量幅值U+和负序分量幅值11_ ;
[0017]步骤13，根据电网电压负序分量幅值的大小，判断电网电压跌落是否平衡；
[0018]步骤14，在电网发生平衡跌落的情况下，直接获取电网电压的跌落深度W+/i，其
中?为电网额定的正序分量幅值；在电网发生不平衡跌落的情况下，将每一相电网电压构建为虚拟三相电网电压，从而得到每一相电网电压的跌落深度。
[0019]进一步地，所述步骤14中，对任一相电网电压的构建方法为:令该相电压实时幅值为虚拟电网A相幅值，该相电压所缓存的60 °之前的幅值的负值为虚拟电网B相幅值，前两者的负和为虚拟电网的C相幅值。
[0020]进一步地，所述步骤2具体指:在逆变器判断出电网电压发生跌落起，IOms之内封锁逆变器模块的脉冲，即停止对电网输出电流；在IOms至30ms时间段内开始向电网发送无功电流，发送的无功电流指令值为:
[0021 ]
【权利要求】
1.一种大功率光伏逆变器的低电压穿越方法，其特征在于，包括步骤: 步骤1，实时检测电网电压的跌落类型和深度； 步骤2，对跌落的电网给予符合要求的无功电流支撑； 步骤3，跌落结束后利用基于系统直流母线电压控制的开环调节方法和最大功率跟踪方法实现系统有功功率的快速恢复。
2.根据权利要求1所述的大功率光伏逆变器的低电压穿越方法，其特征在于，所述步骤I具体包括: 步骤11，对三相电网电压值进行采样和锁相，获取三相电压的采样幅值和电网电压A相相位值； 步骤12，对三相电压幅值以A相相位为基准分别进行正序和负序分解，分别获得三相电压幅值的正序分量幅值u+和负序分量幅值u_ ； 步骤13，根据电网电压负序分量幅值的大小，判断电网电压跌落是否平衡； 步骤14，在电网发生平衡跌落的情况下，直接获取电网电压的跌落深度/G，其中^为电网额定的正序分量幅值；在 电网发生不平衡跌落的情况下，将每一相电网电压构建为虚拟三相电网电压，从而得到每一相电网电压的跌落深度。
3.根据权利要求2所述的大功率光伏逆变器的低电压穿越方法，其特征在于，所述步骤14中，对任一相电网电压的构建方法为:令该相电压实时幅值为虚拟电网A相幅值，该相电压所缓存的60°之前的幅值的负值为虚拟电网B相幅值，前两者的负和为虚拟电网的C相幅值。
4.根据权利要求1所述的大功率光伏逆变器的低电压穿越方法，其特征在于，所述步骤2具体指:在逆变器判断出电网电压发生跌落起，IOms之内封锁逆变器模块的脉冲，即停止对电网输出电流；在IOms至30ms时间段内开始向电网发送无功电流，发送的无功电流指令值为:
Iq = 1.6 X (0.9 - Ud{i)； LJd) *1500 其中，Udii) / Ud为实时检测到的电网跌落深度； 在判断出电网发生跌落的30ms之后，对电网继续发送无功电流，无功电流指令为30ms时刻计算所得的值。
5.根据权利要求1所述的大功率光伏逆变器的低电压穿越方法，其特征在于，所述步骤3包括: 跌落刚结束时给定直流电压的参考值，并加快电压外环的PI调节速度，使逆变器快速恢复一定程度的有功功率；以及 在给定电压参考值的开环方式下运行一段时间之后，投入基于直流母线电压控制的最大功率跟踪控制，使系统进一步恢复到PV阵列功率曲线的最大功率点。
6.根据权利要求5所述的大功率光伏逆变器的低电压穿越方法，其特征在于，所述步骤3具体包括: 步骤31，在电网电压跌落期间，逆变器在发送无功电流的过程中对直流母线电压进行采样，取得在当前情况下的近似PV阵列开环电压值^T ;步骤32，逆变器在判断出电网电压跌落结束后，将直流母线电压参考值Ud。μ设定为
【文档编号】H02J3/38GK103887820SQ201410125504
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】杨舟, 杨滔, 李春, 杨文斌, 马成斌, 董祖毅 申请人:上海电气集团股份有限公司