[发明专利]一种新型光伏并网发电控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电网控制技术，特别涉及一种新型光伏并网发电控制方法。

背景技术

光伏发电（PVG）并网技术是目前国内外研究的热点。PVG系统并网运行能够提高电网供电的可靠性、减少峰谷差和系统备用等。

在光伏并网发电系统中，对电网的跟踪控制直接关系到输出电能质量和系统的运行效率，是系统的核心和技术关键。但是由于光伏发电受天气、光照等不确定因素的影响，所以其输出功率具有波动性、间断性等特点。在光伏发电系统中可以加入储能装置，合理地调节光伏发电的输出功率。

光伏并网控制的目的是保持并网系统电压幅值和频率在设定值上运行，以及微电网系统功率的供需平衡，满足光伏并网系统供电可靠性、负荷需求。但目前的控制方法的控制效果均不理想。

本发明考虑传统恒功率控制策略的局限性，提出一种自抗扰下垂功率控制方法，应用于光伏并网发电系统中，实现光伏并网发电模式下的功率的平衡跟踪控制，以及频率和电压无差调节，保证地区性光伏并网发电系统的稳定运行。

发明内容

本发明是针对传统恒功率控制策略的局限性的问题，提出一种新型光伏并网发电控制方法，应用于光伏并网发电系统中，实现光伏并网发电模式下的功率的平衡跟踪控制，以及频率和电压无差调节，保证地区性光伏并网发电系统的稳定运行。

本发明的技术方案为：一种新型光伏并网发电控制方法，光伏并网发电控制系统包括光伏电池、逆变装置、滤波装置、线路、控制器、负荷以及配电网，控制器包括下垂控制部分、基于自抗扰技术的双环控制部分和空间矢量脉宽调制电路，光伏电池直流侧输出电压，经空间矢量脉宽调制转换成三相交流电；逆变装置输出通过LC滤波器滤除高次谐波给负载供电，同时通过开关接配电网；将负载和网电流之和                                               与负载电压送入控制器进行功率计算，控制器输出逆变器实际输出有功和无功功率、，逆变器的电压幅值和频率输出值和、参考功率有功和无功值、和逆变器实际输出有功和无功功率、送入下垂控制部分，下垂控制部分计算得到的电压参考信号、送基于自抗扰技术的双环控制部分，基于自抗扰技术的双环控制部分输出电压信号到空间矢量脉宽调制电路，空间矢量脉宽调制电路控制逆变电路调整三相交流电输出。

所述下垂控制部分计算：参考有功功率值和逆变器实际输出功率比较后送比例器，比例器输出与逆变器频率输出值相加后与逆变器实际输出频率f比较，比较结果送PI控制器自动跟踪相角θ；同时参考无功功率值和逆变器实际输出无功功率比较后送比例器，比例器输出与逆变器的电压幅值相加后与逆变器实际输出电压幅值比较，比较结果送PI控制器自动跟踪参考电压幅值；通过跟踪参考电压幅值和相角θ，计算得到逆变器控制信号直轴和交轴分量。

本发明的有益效果在于：本发明新型光伏并网发电控制方法，基于自抗扰技术的光伏并网发电控制方法，设计步骤简单，自抗扰控制结构具有较强的抗干扰能力，能够实现光伏并网模式下的功率的平衡跟踪，以及频率和电压幅值的无差调节，增强了光伏并网系统的运行可靠性与安全性。。且此控制方法具有一般性的意义，适用范围广，为复杂非线性被控对象的控制提供了新的思路。

附图说明

图1为本发二阶线性自抗扰控制结构图；

图2为本发功率控制结构图；

图3为本发电压电流双环控制结构图；

图4为本发基于自抗扰技术的双环控制结构图；

图5为本发明基于自抗扰技术的光伏并网发电控制系统结构图；

图6为本发明光伏并网发电控制系统仿真模型图；

图7为本发明光伏并网发电系统输出有功功率曲线图；

图8为本发明光伏并网发电系统输出无功功率曲线图；

图9为本发明光伏发电并网系统频率波形对比图。

具体实施方式

本发明运用自抗扰控制技术对光伏并网发电控制器进行设计，实现光伏并网发电模式下的功率的平衡跟踪控制，以及频率和电压无差调节，保证地区性光伏并网发电系统的稳定运行。

本发明的技术方案如下：

（1）构建二阶线性自抗扰控制器:

针对自抗扰控制器参数整定的复杂性，提出一种线性化的自抗扰控制器。设一类不确定对象为，其中，为输入，y为输出，d为常系数，w为外部扰动。是y的导数。

将外部扰动加入系统动态模型中，可改为:

构造状态空间模型：