[发明专利]光伏汇集系统直流极间短路故障穿越方法、装置与介质

说明书

本发明涉及光伏汇集系统直流极间短路故障穿越方法、装置与介质，该方法在光伏直流升压汇集系统直流极间短路非严重故障时，根据故障过渡电阻值以及系统发电功率限制计算直流电压控制指令值，并控制MPPT工作于输出端直流电压控制模式，在检测到直流极间短路故障清除后，对直流升压变流器进行充电，并恢复功率传输。MPPT不停机，其电压控制指令值的大小由故障过渡电阻值以及系统发电功率限制确定，引入故障过渡电阻吸收一定的功率，且吸收的功率在光伏发电功率能力范围内，提高了系统实施穿越的成功率；应用该方法避免了整个系统闭锁停机，降低了功率中断时间，提升了系统可利用率。

技术领域

本发明涉及新能源并网发电技术领域，特别是光伏汇集系统直流极间短路故障穿越方法、装置与介质。

背景技术

目前光伏电站采用交流汇集送出，大量逆变器与长距离电缆相互耦合，电压越限和宽频域振荡问题制约光伏电站送出能力，交流线路损耗大影响系统整体效率。随着电力电子和直流输电技术的发展和成熟，光伏电站采用直流升压汇集送出成为可能。直流汇集系统稳定性更高、无需无功补偿，且同样电压等级下输送能力更强、损耗更小。光伏电站直流升压汇集技术，有望成为解决目前光伏电站稳定问题和整体效率低下的有效途径。

直流升压汇集系统运行过程中，直流汇集母线可能会发生暂时性极间短路故障，如果故障后立即对整个系统实施闭锁停机，则故障清除后的重启过程将会消耗较长的时间，导致功率中断时间长，降低系统可利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏汇集系统直流极间短路故障穿越方法、装置与介质，用以解决非严重的直流极间短路故障过程中功率中断时间长的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种光伏汇集系统直流极间短路故障穿越方法，包括以下步骤：

1)当光伏汇集系统直流极间短路故障时，若判断为非严重的直流极间短路故障，则控制MPPT工作于输出端直流电压控制模式，且直流电压控制指令值为第一电压值，所述第一电压值为根据故障过渡电阻值以及系统发电功率限制计算得到；

2)在检测到直流极间短路故障清除后，MPPT工作于输出端直流电压控制模式且直流电压控制指令值为第二电压值，对直流升压变流器进行充电；

3)直流升压变流器充电至额定后，MPPT恢复功率传输。

有益效果是，在光伏汇集系统出现非严重的直流极间短路故障时，MPPT不停机，MPPT运行时的直流电压控制指令值的大小由故障过渡电阻值以及系统发电功率限制确定，引入故障过渡电阻可以吸收一定的功率，且吸收的功率在光伏发电功率能力范围内，提高了系统实施穿越的成功率；运用该方法避免了整个系统闭锁停机，降低了功率中断时间，提升了系统可利用率。

进一步地，为了简单实现对直流极间短路故障严重程度的判定，步骤1)中若检测到直流升压变流器没有闭锁，则判断为非严重的直流极间短路故障。

进一步地，步骤1)中直流电压控制指令值的计算公式如下：

式中，R_fault为故障过渡电阻值，U_dchf为直流升压变流器高压侧直流故障电压，I_dchf为直流升压变流器高压侧直流故障电流，U_order为直流电压控制指令值，P_max为光伏发电系统最大发电功率，n₀为直流升压变流器变比。

进一步地，为了缩短直流升压变流器的充电时间，提高系统效率，步骤2)中MPPT工作于输出端直流电压控制模式的直流电压控制指令值为额定工作电压值。

进一步地，为了解决严重的直流极间短路故障过程中功率中断时间长的问题，该方法还包括以下步骤：