[发明专利]光伏发电系统及其控制方法

说明书

本申请提供了一种光伏发电系统及其控制方法，该光伏发电系统包括DC/AC逆变电路，位于该DC/AC逆变电路前级的N路，分别与光伏组串相连的DC/DC变换器电路，以及与DC/AC逆变电路和N路DC/DC变换器电路相连的控制器，该控制器用于对n路DC/DC变换器电路采用MPPT控制，对N‑n路DC/DC变换器电路采用CPG控制。本申请通过上述两种控制，可实现光伏组串式逆变器在任意光照强度与环境温度下快速、准确的功率预留或限制，并消除光伏组串式逆变器的直流母线电压与交流侧输出功率脉动，且在不外加储能元件的前提下，实现对光伏组串式逆变器的虚拟同步机控制，以及延长光伏组串式逆变器的使用寿命。

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域，尤其是，涉及一种光伏发电系统及其控制方法。

背景技术

光伏发电系统主要包括太阳能电池组件、控制器和逆变器。光伏发电系统作为国家电 力供应的重要部分，目前，将光伏发电系统并入电网的过程为：太阳能电池组件产生的直 流电经过并网逆变器转换为符合要求的交流电然后并入电网。由于光伏组串式逆变器相较 于集中式逆变器具有效率更高和灵活性的优点，因此多选择光伏组串式逆变器将光伏发电 系统并入电网。

在现有技术中，光伏虚拟同步发电机(photovoltaic virtual synchronousgenerator， PV-VSG)通过保留有功预留备用或配置储能元件，利用光伏发电单元控制系统实现惯量、 电压/无功调节等相关功能。其中，配置储能元件需要外加于光伏组串式逆变器上，但是， 这样会增加光伏发电系统的成本以及需要额外增加安装空间。因此，在光伏组串式逆变器 不需要外加储能元件的前提下，利用有功预留备用控制PV-VSG是目前研究的一个重要方 向。

有功预留备用是光伏发电系统的一个重要的指标。该有功预留备用的精度极易受光照 强度与环境温度等外界因素变化的影响。在现有技术中，针对光伏发电系统的有功预留备 用控制PV-VSG，主要是基于变功率点跟踪的有功预留备用，或者基于最大功率点旋转备 用容量跟踪两种控制方式。上述两种控制方式不仅无法解决外界因素变化对有功预留备用 的影响，也极易引起光伏组串式逆变器的直流母线电压和交流侧输出功率脉动，不利于对 光伏组串式逆变器的虚拟同步机控制，以及影响光伏组串式逆变器的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种光伏发电系统及其控制方法，以实现在无外加储能 元件的前提下，实现对光伏组串式逆变器的虚拟同步机控制，以及延长光伏组串式逆变器 使用寿命的目的。

本申请实施例提供如下技术方案：

本申请实施例的第一方面提供了一种光伏发电系统，包括光伏组串、控制器、一DC/AC 逆变电路以及位于DC/AC逆变电路前级的N路DC/DC变换器电路，其中每一路DC/DC变换 器电路与至少一光伏组串相连，该N的取值为大于等于2的正整数。所述控制器分别与该DC/AC逆变电路、N路DC/DC变换器电路相连，并且用于对n路DC/DC变换器电路采用最大 功率点跟踪MPPT控制，以确定使所述n路DC/DC变换器电路处于最大功率点工作状态时的 第一控制参数，根据所述第一控制参数以及有功功率的预留备用参数控制N-n路DC/DC变 换器电路工作于恒功率发电CPG模式，n的取值为大于等于1小于等于N-1的正整数；所述 光伏发电系统则通过所述DC/AC逆变电路的输出端接入电网。

上述方案，将位于DC/AC逆变电路前级的N路DC/DC变换电路随机划分为n路和N-n路， 对n路DC/DC变换器电路采用MPPT控制，对N-n路DC/DC变换器电路采用CPG控制，通过两种不同的控制方式对前级的N路DC/DC变换电路进行控制，能够实现光伏组串式逆变器在任意光照强度与环境温度下快速、准确的功率预留或限制，以消除光伏组串式逆变器的直流母线电压与交流侧输出功率脉动，延长光伏组串式逆变器的使用寿命。进一步实现在不需要外加储能元件的前提下，对光伏组串式逆变器的虚拟同步机控制。