一种智能配电网中光伏变流器负序电流治理容量自适应控制方法及装置与流程

本发明涉及智能配电网中光伏变流器控制，具体涉及一种智能配电网中光伏变流器负序电流治理容量自适应控制方法及装置。

背景技术：

1、随着分布式能源的大量应用和负荷类型的日趋丰富，智能配电网的网络架构复杂性不断提升。由于单相负荷的增多和用户侧用电随机性造成的负荷不平衡问题将引起电能质量扰动，同时，负荷不平衡产生的负序电流挤占了配电系统容量，降低了配电网的运行效率。因此，在智能配电网架构下，可利用其中的光伏变流器来应对配电网的复合需求，即在提高配电系统运行效率的同时，降低三相负荷不平衡度，优化供电电压品质，由此提升配电网的经济效益。

2、但在实际应用中，光伏变流器受使用场景限制，每台设备可用于负序电流治理的容量不同，若采用完全一致的控制方案，可能使光伏变流器容量冗余、利用率降低。由此，寻找能够应用于多场景灵活调整的控制方案具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种智能配电网中光伏变流器负序电流治理容量自适应控制方法及装置，以在实现配电网扩容、提升配电系统运行效率的同时，通过不同工况下的容量自适应分配，优化配电网供电品质。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种智能配电网中光伏变流器负序电流治理容量自适应控制方法，光伏变流器包括光伏板、dc/dc变流器与dc/ac逆变器，光伏板连接dc/dc变流器低压侧，dc/dc变流器高压侧连接dc/ac逆变器直流侧，dc/ac逆变器交流侧连接配电网，所述方法包括：

3、步骤s1，采样光伏板输出电压，作为dc/dc电压控制环路反馈信号，通过pi控制器及pwm模块，产生dc/dc调制波；

4、步骤s2，采样光伏变流器输出三相电流，并进行正、负序分量提取，得到三相电流正序分量和负序分量；

5、步骤s3，采样直流母线电压，生成dc/ac正序控制环节的d轴参考信号和q轴参考信号；

6、步骤s4，采样光伏变流器输出三相电流，并将其经过正序dq旋转变换得到dc/ac正序控制环节的反馈信号；将其经过负序dq旋转变换得到dc/ac负序控制环节的反馈信号；

7、步骤s5，采样光伏变流器负载侧三相电流，并对其进行正、负序分量提取，得到三相负载电流正序分量和负序分量；

8、步骤s6，将三相负载电流负序分量引入负序环节，经过pi控制器生成dc/ac负序控制环节的参考信号；再叠加负序控制环节与正序控制环节的调制信号，生成dc/ac调制波；

9、步骤s7，根据三相负载电流负序分量的实时大小，对光伏变流器的容量比进行在线修改，并在所需容量不足时发出并机扩容请求。

10、优选地，所述步骤s7具体包括：

11、当三相负载电流负序分量有效值iln≤ithreshold时，若光伏变流器输出的负序功率cun与正序功率c1能在(0，δt)的持续时间内满足：cun<0.6×cunset且c1>0.85×cpset，则减小cunset，令其为cunset-σct，σ的取值范围为[0.01,0.1]；ithreshold为设定的门槛电流；

12、当iln>ithreshold，若cun与c1在(0，δt)的持续时间内满足：c1<0.85×cpset，则增加cunset，令其为cunset+σct，σ的取值范围为[0.01,0.1]；

13、当iln>ithreshold，若cun与c1在(0，δt)的持续时间内满足：c1>0.85×cpset，则向上位机请求并机扩容。

14、优选地，治理负序电流的容量设定值cunset满足如下关系式：

15、

16、其中，cpset为光伏实时发电量，ct为变流器总容量；λ为容量比，是光伏实时发电量cpset与变流器总容量ct之比；λ的取值范围为(0,0.5)。

17、优选地，所述步骤s1中，通过调节电压指令值uref调节光伏实时发电量cpset。

18、优选地，所述步骤s2中，根据得到的三相电流正序分量和负序分量，则光伏变流器用于负序电流治理的功率为光伏变流器输出的正序功率为ug为配电网三相电压。

19、优选地，所述步骤s3中，生成的q轴参考信号为0。

20、本发明还提供一种智能配电网中光伏变流器负序电流治理容量自适应控制装置，光伏变流器包括光伏板、dc/dc变流器与dc/ac逆变器，光伏板连接dc/dc变流器低压侧，dc/dc变流器高压侧连接dc/ac逆变器直流侧，dc/ac逆变器交流侧连接配电网，所述装置包括：

21、第一采样模块，用于采样光伏板输出电压，作为dc/dc电压控制环路反馈信号，通过pi控制器及pwm模块，产生dc/dc调制波；

22、第二采样模块，用于采样光伏变流器输出三相电流，并进行正、负序分量提取，得到三相电流正序分量和负序分量；

23、第三采样模块，用于采样直流母线电压，生成dc/ac正序控制环节的d轴参考信号和q轴参考信号；

24、第四采样模块，用于采样光伏变流器输出三相电流，并将其经过正序dq旋转变换得到dc/ac正序控制环节的反馈信号；将其经过负序dq旋转变换得到dc/ac负序控制环节的反馈信号；

25、第五采样模块，用于采样光伏变流器负载侧三相电流，并对其进行正、负序分量提取，得到三相负载电流正序分量和负序分量；

26、生成模块，将三相负载电流负序分量引入负序环节，经过pi控制器生成dc/ac负序控制环节的参考信号；再叠加负序控制环节与正序控制环节的调制信号，生成dc/ac调制波；

27、控制模块，用于根据三相负载电流负序分量的实时大小，对光伏变流器的容量比进行在线修改，并在所需容量不足时发出并机扩容请求。

28、优选地，所述控制模块具体用于：

29、当三相负载电流负序分量有效值iln≤ithreshold时，若光伏变流器输出的负序功率cun与正序功率c1能在(0，δt)的持续时间内满足：cun<0.6×cunset且c1>0.85×cpset，则减小cunset，令其为cunset-σct，σ的取值范围为[0.01,0.1]；ithreshold为设定的门槛电流；

30、当iln>ithreshold，若cun与c1在(0，δt)的持续时间内满足：c1<0.85×cpset，则增加cunset，令其为cunset+σct，σ的取值范围为[0.01,0.1]；

31、当iln>ithreshold，若cun与c1在(0，δt)的持续时间内满足：c1>0.85×cpset，则向上位机请求并机扩容。

32、优选地，治理负序电流的容量设定值cunset满足如下关系式：

33、

34、其中，cpset为光伏实时发电量，ct为变流器总容量；λ为容量比，是光伏实时发电量cpset与变流器总容量ct之比；λ的取值范围为(0,0.5)。

35、优选地，所述第二采样模块还用于：根据得到的三相电流正序分量和负序分量，则光伏变流器用于负序电流治理的功率为光伏变流器输出的正序功率为ug为配电网三相电压。

36、实施本发明具有如下有益效果：本发明通过智能配电网中光伏变流器的并联运行控制对配电网进行等效扩容，具有低成本、高利用率、高灵活度、体积小、易于控制等优点，能够同时实现负载不平衡电流的补偿和有功功率输出，提升配电网供电品质。本发明通过设定容量比的方法，将光伏变流器容量划分为不同功能的两部分，使其能够兼顾负序电流问题治理和有功功率输出的功能，充分利用设备容量；同时，根据实时检测的运行数据及不同工况的控制策略，在线修改设备容量比，并在必要时候发出并机请求，使设备能够适应于多种场景。本发明克服了传统方法高成本、低灵活度、低利用率等缺点，具有较高的工程应用价值，能够提高整体治理效果和经济效益。