[发明专利]一种可提供无功支撑的并网光伏发电系统低电压穿越控制方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏发电系统运行控制领域，具体涉及一种可提供无功支撑的并网光伏发电系统低电压穿越控制方法。

背景技术

为了尽可能降低大规模光伏发电接入电网对电力系统可靠性的负面影响，新的电网运行准则都要求当电网发生故障时大中型并网光伏发电机组仍能保持不脱网运行，并在故障切除后光伏机组能迅速恢复正常运行，即要求光伏发电机组能实现低电压穿越运行。为了更好的防御电压、频率等方面的严重电网事故，传统火电机组除了被要求具备低电压穿越能力以外，还要求在紧急状态下具有功率支撑的能力。随着光伏渗透率不断增加，一些国家已经开始要求并网光伏机组在故障条件下提供无功电流，以帮助电网尽快恢复电压。

要使并网光伏发电系统实现安全的低电压穿越，需要解决的关键技术问题主要有并网光伏逆变器交流侧的过电流和直流侧的过电压。

目前，在逆变器的直流侧并联卸荷电路是一种比较常用的低电压穿越控制方法。该方法在检测到电网故障后，在逆变器直流侧电容旁并联卸荷电阻(借助电力电子元件实现)，依靠临时并联的卸荷电阻释放故障时系统中的不平衡能量，从而起到减小逆变器交流侧电流和直流侧电压的目的。尽管卸荷保护电路能够成功实现光伏系统的故障穿越，保护其内部昂贵的电力电子器件，同时也是目前得到工程应用的方法，但它需要增加硬件装置成本，降低了系统的可靠性，且不具备向电网提供无功支撑的能力。

针对卸荷电阻保护技术存在的问题，很多纯软件的控制方法在不改变硬件系统结构的基础上，采用先进的控制算法以提高并网光伏发电系统的低电压穿越性能。但这些控制算法通常由于过于复杂而不适合工业应用，并且大多没有考虑故障下光伏发电系统向电网提供无功支撑的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种可提供无功支撑的并网光伏发电系统低电压穿越控制方法，该方法能够在电网电压骤降故障时保障并提高光伏发电系统的低电压穿越能力，且能够为电网提供无功支撑。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种可提供无功支撑的并网光伏发电系统低电压穿越控制方法，包括前级DC/DC变换器和后级网侧逆变器的协调控制，具体包括以下步骤：

1)检测并网光伏发电系统公共连接点的电压；

2)当检测到电网电压骤降故障发生后，前级DC/DC变换器和后级网侧逆变器协同发生三种控制模式：

模式A：

后级网侧逆变器的无功控制器切换到故障运行模式，该无功控制器在故障运行模式下的具体控制方法为：

先取消后级网侧逆变器控制器的无功功率外环，根据检测到的公共连接点的电压幅值U_g，按照式(1)计算无功电流内环的指令值I_qref；