[发明专利]基于陷波器和比例谐振控制器的光伏并网控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于陷波器和比例谐振控制器的光伏并网控制方法及系统，建立包括最大功率点跟踪模型、正负序分离模型、电流控制模型、带谐波抑制的逆变器控制模型，最大功率点跟踪模型根据输入的电压幅值信号计算最大功率点跟踪的启用或停止；正负序分离模型计算电网电压的正负序分量；电流控制模型根据电网电压幅值计算电网有功无功电流参考值；逆变器控制模型包括带陷波器的电压外环控制模型和采用加入谐波抑制控制的比例谐振控制器的电流内环模型，其根据电网电压的正负序分量以及电网有功无功电流参考值计算逆变器输出电压参考值。本发明解决了非对称故障下谐波分量对系统的干扰，提高了整个光伏并网系统在低电压穿越过程中的电能质量。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种基于陷波器和比例谐振控制器的光伏并网控制方法及系统。

背景技术

当前，世界气候环境变化问题和资源匮乏问题日渐突出，太阳能等新能源发电方式得到广泛使用。如何建立与实际系统运行特性相同的光伏并网模型，研究其故障情况下低电压穿越特性对研究电网安全稳定运行具有重要意义。

长久以来，诸多的专家学者对故障情况下光伏并网系统中逆变器的控制策略进行了大量的研究工作，并提出了多种提高光伏低电压穿越性能的策略，得出了直流侧电压波动主要是因为直流电压存在二次谐波分量，网侧电流畸变主要是因为电网电压不平衡产生负序分量造成的。根据不同的控制目标，众多专家学者提出了不同的控制策略，但是仅是对直流侧电压或功率畸变等部分电能质量问题进行优化，未能全面地解决逆变器输出电能质量低，存在直流侧电压波动大、并网功率畸变严重等问题。针对光伏等新能源渗透率增加的现状，提升光伏输出的电能质量对光伏大规模并网及电网安全稳定起着至关重要的作用。

当电网发生故障，导致电网电压发生跌落时，光伏发电系统应具备一定的不脱网运行的能力，甚至提供一定的无功功率帮助电网恢复，这就需要控制逆变器向电网提供紧急无功支撑，提高光伏系统持续运行的能力。为了维持逆变器输出电流的波形和保证输出电能的质量，必须通过对逆变器采取相应的控制策略以保证其稳定运行。尤其在非对称故障期间，存在直流侧过电压、并网功率畸变等问题，这些问题会导致电网功率波动，甚至会使得电网不平衡情况进一步加重。因此，亟需提供一种符合实际、具有谐波抑制效果且能提升故障期间输出电能质量的光伏并网控制方法及系统。

发明内容

本发明所解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于陷波器和比例谐振控制器的光伏并网控制方法及系统，以提高光伏并网系统的低电压穿越能力。

本发明所提供的技术方案为：

一种基于陷波器和比例谐振控制器的光伏并网控制方法，基于光伏并网控制系统进行控制，控制系统包括正负序分离模型、电流控制模型、带谐波抑制的逆变器控制模型；

正负序分离模型计算电网电压的正负序分量；

电流控制模型根据电网电压幅值和电压外环有功电流参考值输出计算电网有功无功电流参考值；

逆变器控制模型包括带陷波器的电压外环控制模型和基于比例谐振控制器的电流内环模型；电压外环控制模型得到电压外环有功电流参考值输出；电流内环模型根据电网电压的正负序分量以及电网有功无功电流参考值计算逆变器输出电压(即逆变器交流侧电压)参考值；

逆变器输出电压参考值经过SVPWM(电压矢量控制)脉冲发生模块输出SVPWM驱动信号控制逆变器。

进一步地，所述正负序分离模型通过以下步骤计算有功无功电流参考值：

步骤1.1、对三相电网电压进行Clark变换，得到两相静止坐标系，即αβ坐标系下的电网电压；