[发明专利]一种光伏并网逆变器有功调度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏并网逆变器有功调度控制方法。 

背景技术

由于光伏发电具备间歇性、随机性、波动性等特征，光伏电站尤其是接入电力系统的大中型集中式光伏电站，将给电网的运行带来诸多不利影响。为保证电网的频率稳定，光伏电站需具备根据电力调度机构指令调节其输出有功功率的能力。 

光伏并网逆变器是光伏电站的功率控制单元，因此，必须要求光伏逆变器具备有功功率调度功能，且调度响应过程应平滑稳定，调度速率灵活可调，输出功率应满足调度精度要求。MPPT（最大功率点跟踪）是一种光伏并网逆变器常用的方法。光伏并网逆变器控制包括电压外环和电流内环，内环以逆变器输出电流为控制对象，采用双环DQ轴解耦控制；外环通过MPPT算法给出内环的电流给定。例如，光伏并网逆变器有功调度控制可以采用电池板电压控制方案，从而实现利用电池板的PV特性间接控制电池板的输出功率，但电压控制方法的控制精度受到MPPT跟踪步长制约，需在响应速度和控制精度间权衡，另外，由于环境条件的变化，电池板PV曲线并非固定不变，将导致调度可能无法达到稳态，造成输出功率的波动。 

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏并网逆变器有功调度控制方法，用以解决环境条件突变造成的功率波动问题。 

为实现上述目的，本发明的方案是： 

一种光伏并网逆变器有功调度控制方法，光伏并网逆变器采用MPPT电压外环和DQ轴解耦的电流内环控制，包括如下步骤： 

1）比较电压外环输出值Id_PI_out和调度值Id_Dispatch， 

2）若Id_PI_out<Id_Dispatch，逆变器工作在MPPT模式，内环d轴指令值Id_ref为Id_PI_out，以当前最大功率输出； 

3）若Id_PI_out>Id_Dispatch，逆变器工作在调度运行模式，内环d轴指令值Id_ref为Id_Dispatch，以调度功率输出。 

根据权利要求1所述的一种光伏并网逆变器有功调度控制方法，开始运行时，光伏并网逆变器运行于MPPT模式；在MPPT模式下电压外环输出值Id_PI_out小于Id_Dispatch，逆变器工作于MPPT模式；若MPPT模式下Id_PI_out大于Id_Dispatch，逆变器切换至有功调度模式；在有功调度模式下，Id_PI_out小于Id_Dispatch，逆变器平滑切换至MPPT模式。 

从MPPT模式到有功调度模式或者从有功调度模式到MPPT模式，Id_ref是以设定的调度速率为斜率值从Id_PI_out变化至Id_Dispatch或者从Id_Dispatch变化至Id_PI_out。 

本发明仍然基于现有的电压外环、电流内环和DQ轴解耦控制方法，同时融合了功率环控制，对并网逆变器输出功率进行直接控制，并通过内环与直流母线电压外环的切换实现MPPT和调度状态间无缝切换，且确保切换期间内环D轴指令的连续性以及输出有功功率的连贯性，达到平滑、稳定切换的目的。 

附图说明

图1是现有技术的并网光伏逆变器并网电路以及控制结构图； 

图2是本发明的光伏逆变器并网电路以及控制结构图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。 

光伏并网逆变器的主电路如图1上半部分所示，通常，光伏并网逆变器采用电压外环、电流内环的双闭环控制，电流内环采用双环DQ轴解耦控制，以其输出电流为内环控制对象，外环采用MPPT控制，外环输出为内环的给定输入。图1下半部分给出了一种双环控制结构，电压外环的MPPT控制涉及直流母线电压和输出功率等，用于生产参考电压，经PI调节器输出为电流内环参考电流。逆变器采用三相半桥拓扑，通过采样读取三相电流、三相电网电压、直流电压、直流电流；三相并网电流通过DQ解耦，实现有功电流与无功电流的独立控制；光伏并网逆变器可通过控制直流母线电压来控制电池板的输出功率，MPPT运行时， 稳态下逆变器将直流电压控制在最大功率点对应电压，实现最大功率输出，电压外环输出Id_PI_out作为电流内环指令值（即内环电流d轴指令值）。