[发明专利]一种基于功率前馈模式的占空比控制方法

说明书

本发明专利涉及一种基于功率前馈模式的占空比控制方法。所述方法主要应用于两级式光伏并网发电系统的低电压穿越工况。通过检测光伏发电并网点电压暂降信息，计算出并网点电压暂降大小，依据光伏发电低电压穿越标准和实际工况，可得参考有功和无功电流，计算出此时逆变器可输出的有功功率，再依据光伏电池板电压与功率输出关系特性，找到逆变器可输出的有功功率对应光伏电池输出电压点，通过对应电压点的幅值与逆变器直流侧电容电压参考值的比值算出占空比。在光伏系统并网点发生电压暂降时可以由原来的最大功率追踪模式下的占空比切换到功率前馈模式下的占空比，可实现光伏电池输出功率和逆变器输出功率的功率平衡，减小了逆变器直流侧电容电压的波动大小，限制逆变器输出电流，并发出无功功率支撑并网点电压。

技术领域

本发明专利涉及新能源两级式光伏并网发电系统低电压穿越技术领域，具体而言，是一种两级式光伏并网系统实现低电压穿越的DC/DC变换器占空比控制方法。

背景技术

人类对能源安全及环境恶化的担忧，使可再生能源的充分利用成为全球共识。以太阳能、风能为代表的新能源并网发电已经成为新型电力系统不可阻挡的发展趋势。电网发生断路故障或其他电压降落情况时，在新能源并网容量较小时，是利用直接切除新能源发电设备，但随着新能源装机容量所占电网比重较大时，切除新能源发电设备或造成电网的功率波动等事故，所以需要在电网发生断路或电压暂降故障时，能够保证新能源设备持续运行，减小对电网的冲击，研究新能源的低电压穿越技术就显得尤为重要。在光伏并网发电系统中，若并网点电压发生三相对称暂降，会引起逆变器直流侧电容电压升高逆变器过流两大问题，目前解决方法和控制策略只是降低电容电压变化幅度，限制逆变器输出电流大小，仍存在以下几个问题：无法精准控制直流升压变换器DC/DC的占空比；无法快速实现光伏输出功率和逆变器输出功率平衡；对光伏发电并网系统低电压故障穿越时整体性和联动性较差。

发明专利内容

本发明专利针对上述存在的问题，提供一种基于功率前馈模式的占空比控制方法，在并网点电压降低时，实现光伏电池输出功率和逆变器输出功率的功率平衡，减小逆变器直流侧电容电压的波动大小，限制逆变器输出电流，并发出无功功率支撑并网点电压。

本发明专利为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：计算设备获得采集的电压信号，发送到逆变器控制装置信号接收器，依据电压暂降检测信息，若并网点电压暂降，逆变器立即启动功率前馈模式。

电压暂降信息的获得是采用并网点电压在同步旋转坐标系下的d轴电压，来计算出电压暂降幅度。结合光伏并网发电低电压穿越标准和实际环境状况，先计算出无功电流参考值。再通过逆变器最大电流过载值和无功电流参考值计算出理论上的有功电流参考值。对比跌落前的闭环电流，选取较小的有功电流参考值可获得符合实际工况的有功电流参考值。

计算并网点电压暂降后的运行参考功率，根据获取并网点电压跌落后的同步旋转坐标系下的d轴电压值利用暂降后的d轴电压值和有功参考电流值的乘积可获得参考有功功率值。

由逆变器控制系统计算出并网点电压跌落后的有功功率参考值，传输到DC/DC变换器，提供计算精准占空比参考功率。利用光伏电池电压与功率输出特性，根据参考有功功率值、光照强度、环境温度和光伏阵列基本参数，求出在参考功率下光伏电池输出电压值。通过计算出的光伏电池输出电压值和直流侧电容电压参考值相比，可获得DC/DC变换器占空比。

本发明专利相对于现有技术具有如下有益效果：精准控制DC/DC变换器占空比，将直流电压电压波动降到最低；可实际应用于任何环境工况下的光伏并网发电系统低电压穿越；将限流和发出无功功率及电容电压波动问题一致性控制，有利于光伏并网控制的稳定。

附图说明

图1为本发明的实施例两级式光伏并网发电系统的结构示意图。

图2为基于功率前馈的占空比控制的原理结构图。

图3为功率前馈模式装置信号传输路径。