[发明专利]光伏发电并网输出功率控制方法

说明书

本发明公开一种光伏发电并网输出功率控制方法，包含以下步骤：S1：先采用定电压控制模式对输出电压进行控制，当其达到理论上的最大功率点电压时，切换至MPPT模式；S2：调整直流母线的电压，确定电压环母线电压指令值大于电力线中电压基波最大峰值；S3：根据电压环母线电压指令值和母线电压实际值确定有功功率电流指令值；S4：限定电流缓增时间，实现有功电流软启动；S5：根据有功、无功功率电流指令得到SVPWM，实现对并网逆变器的功率器件的开关控制。其显著效果是：实现了系统快速、精确地跟踪至实际最大功率点并稳定工作，很好的解决了电网电压波动对系统稳定性的影响。还解决了使用MPPT控制方法所带来的缺陷，提高了系统的安全性和稳定性。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，特别是涉及一种光伏发电并网输出功率控制方法。

背景技术

光伏发电是太阳能的主要利用形式，独立光伏发电系统可以有效解决无电少电的偏远地区和一些特殊场合的电力供应难题。太阳能电池板的输出具有很强的非线性，不同光照、温度、外接负载、工作电压下其输出的功率差异很大，需要采取一定的措施跟踪光伏电池的最大功率点。

在特定的光照强度和温度等环境条件下，光伏电池的太阳能电池板P-V特性曲线如图1所示，是一条单峰曲线，说明了光伏电池在一定的环境条件下，有且只有一个最大功率点。

最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制算法可以将太阳能电池板的工作状态调整到最佳状态。MPPT算法有很多种，最常见的有扰动观察法、电导增量法和恒电压跟踪法。其中扰动观察法无法将跟踪步长和跟踪精度同时兼顾，系统对外界环境变化的响应能力也较差，在最大功率点有振动并导致功率的损失。

申请号为201210048303.1的发明专利“最大功率点跟踪方法及系统”采用不断调整最大定步长进行多次扰动，实现最大功率跟踪。其缺陷是，多次扰动方法的跟踪速度受步长和冲击电流的限制，速度太慢，在实际应用中尚有不足。

申请号为201010170813.7的发明专利“一种动态调整母线电压提高并网效率的方法”涉及一种动态调整母线电压提高并网效率的方法，根据电网电压的档位来调节母线电压指令值，属于一种有级调节。但是当母线电压出现跨越多个电压档位的连续波动时，使用该方法将造成输出电流的瞬态冲击和输出功率的波动。说明该方法有局限性，即不适用于单级逆变拓扑结构的逆变器。

MPPT控制方法最终是通过调节系统母线电压来实现对最大功率点跟踪的，为满足并网基本条件，母线电压还必须大于最高电网电压的峰值。因此，MPPT 的输出信号即母线电压指令必须要考虑电网电压波动，尤其是电网电压抬升的影响。否则，MPPT方法非但不能实现对太阳能电池板最大功率点的跟踪，反而会使得并网逆变器不能够稳定并网运行，甚至发生脱网故障。

发明内容

为针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种光伏发电并网输出功率控制方法，能够快速跟踪至实际最大功率点并稳定工作。由于很好的解决了电网电压波动对系统稳定性的影响，该系统适用于单级或者多级并网型光伏逆变器。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种光伏发电并网输出功率控制方法，其关键在于包含以下步骤：

S1：先采用定电压控制模式对光伏面板输出的电压进行控制，当其达到理论上的最大功率点电压U_m时，切换至MPPT模式追踪实际最大功率对应电压 U_MPP；

S2：调整直流母线的电压，确定电压环母线电压指令值使其大于电力线中电压基波最大峰值；

S3：根据电压环母线电压指令值和母线电压实际值U_PV确定有功功率电流指令值

S4：通过限定电流缓增时间t₁，实现有功电流软启动；