[发明专利]用于供电系统光伏发电分相控制方法及光伏牵引供电系统

权利要求书

1.一种用于供电系统的光伏发电分相控制方法，所述供电系统包括光伏发电系统、牵引供电系统和电网电力系统，其中所述光伏发电系统通过逆V/v牵引变压器与所述牵引供电系统连接，所述牵引供电系统通过牵引变压器与电网电力系统连接，所述光伏发电系统包括光伏阵列、光伏逆变器和Y/Y变压器，所述方法包括以下步骤：

S1：采集光伏逆变器三相电压、三相电流瞬时值，计算得到光伏逆变器经相电压和相电流注入牵引侧的有功功率和无功功率；

S2：基于牵引侧与光伏低压侧的电压电流关系及牵引侧机车负载状态，确定光伏逆变器各相电流的输出策略，并生成注入牵引侧的三相电流标幺值；

S3：基于所述输出策略及注入牵引侧的三相电流标幺值，控制光伏逆变器的输出电流跟踪所述三相电流标幺值以完成对牵引侧机车牵引负载的供电；

其中，所述步骤S2中光伏逆变器的输出策略具体为：

(1)当机车负载于α臂，而β臂上无机车负载时，控制有功功率通过a相和c相输送，b相的电流控制为0；

(2)当机车负载于β臂，而α臂上无机车负载时，控制有功功率通过b相和c相输送，a相的电流控制为0；

(3)当无机车负载连接到牵引臂时，控制光伏逆变器向电力系统注入三相平衡电流。

2.根据权利要求1所述的光伏发电分相控制方法，其特征在于，电网侧、牵引侧和光伏低压侧的电压电流关系为：

式中，u_ca、u_cb、u_cc分别为低压侧光伏系统三相电压瞬时值；u_A、u_B、u_C分别为电网侧三相电压瞬时值；k₁、k₂、k₃分别为V/v牵引变压器、逆V/v牵引变压器和Y/Y变压器的变比；以及

式中，i_ca、i_cb、i_cc分别为低压侧光伏系统三相电流瞬时值；i_A、i_B、i_C分别为电网侧三相电流瞬时值；i_Lα为牵引侧α臂的机车电流瞬时值；i_Lβ为牵引侧β臂的机车电流瞬时值。

3.根据权利要求1所述的光伏发电分相控制方法，其特征在于，所述光伏逆变器经相电压和相电流注入牵引侧的有功功率和无功功率通过以下公式得到：

式中，P_c为光伏逆变器经相电压和电流注入的有功功率；Q_c为光伏逆变器经相电压和相电流注入牵引侧的无功功率；u_cbc为低压侧光伏系统相b和相c之间的线电压；u_cac为低压侧光伏系统相a和相c之间的线电压；u_cab为低压侧光伏系统相a和相b之间的线电压；i_ca、i_cb、i_cc分别为低压侧光伏系统注入的三相电流的瞬时值。

4.根据权利要求1所述的光伏发电分相控制方法，其特征在于，当所述光伏逆变器的输出策略为机车负载于α臂，而β臂上无机车负载时，光伏逆变器注入牵引侧的三相电流参考值为：

式中，i_caref、i_cbref和i_ccref分别为光伏逆变器输出的三相电流参考值；u_cac为低压侧光伏系统相a与相c间的线电压；P_cref为光伏逆变器输出的有功功率的参考值；U_cm是额定相电压的振幅。