[发明专利]一种光伏并网逆变器低电压穿越时抑制电流过大的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏并网逆变器低电压穿越时抑制电流过大的方法，属于光伏发电领域。

背景技术

随着传统能源的日益枯竭和由于使用化石能源所带来的环境污染和温室效应，可再生能源必将逐步取代传统能源，成为未来能源结构中的主导。而可再生能源中的太阳能，由于其自身的各种优势，将占据未来世界能源结构的重要地位，成为未来世界能源的主体。

随着光伏并网电站安装数量与容量的不断增加，光伏并网系统对电网的影响也越来越明显。常规的接入配电网中的小规模光伏并网发电系统，当电网电压低于其正常的范围时，为保证光伏系统的安全，需断开其与电网的连接，这在光伏发电所占比例较低的电网中是可行的；但对于光伏发电容量较大的电网，光伏系统的离网可能会造成电网电压和频率的崩溃，使光伏并网发电的应用受到限制。因此，光伏并网电站必须具备一定的低电压穿越(Low Voltage Ride-Through,LVRT)能力，这是大规模光伏并网发电进一步发展的必须条件。

大中型光伏电站用并网逆变器常用拓扑如图1所示，通过控制三相逆变桥桥口的电压来控制注入电网的电流。当发生低电压时，由于网侧电压突然下降或者在穿越完成电压恢复时，虽采取前馈控制等措施，但逆变桥桥口输出的电压变化需要一定的时间，这会导致两者的压差瞬间加大，也即加在电感上的压差瞬间变大，导致电感电流迅速增加，若不采取措施加以抑制，极易使其达到逆变器电流保护值，从而导致逆变器过流保护跳闸停机，低电压穿越失败；或者导致损坏逆变器的后果。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏并网逆变器低电压穿越时抑制电流过大的方法，用以解决电感电流迅速增大，导致低电压穿越失败或者损坏逆变器的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：一种光伏并网逆变器低电压穿越时抑制电流过大的方法：当电流大于第一设定电流值时，封锁逆变器脉冲；当电流小于第二设定电流值时，解封逆变器脉冲。

若解封逆变器脉冲后的设定时间段内，电流再次大于第一设定电流值时，判定逆变器故障。

光伏并网逆变器的控制采用DSP+FPGA的结构，DSP用于产生逆变器脉冲，FPGA用来检测电流和封锁、解封逆变器脉冲。

本发明通过实时检测电感电流，当电感电流达到第一设定值时，封锁逆变器的脉冲，使电感电流值逐渐变小；当电感电流值下降到第二设定值时，将脉冲解封。经过上述方法，有效地抑制了在低电压穿越时电感电流值过大的问题，避免了损坏逆变器的风险。

并且，上述第一设定值小于逆变器的过流保护值，这样在低电压穿越时，逆变器不会触发过流保护，也就不会导致低电压穿越失败。

附图说明

图1是光伏发电站并网逆变器拓扑图；

图2是本发明流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

一种光伏并网逆变器低电压穿越时抑制电流过大的方法，为：当电流大于第一设定电流值时，封锁逆变器脉冲；当电流小于第二设定电流值时，解封逆变器脉冲。

基于以上技术方案，结合附图，给出以下一个具体实施方式。

光伏并网逆变器主控系统一般采用DSP+FPGA的架构，DSP用来实现逆变器并网控制的算法，而FPGA用来实现相应的逻辑控制。DSP生成的PWM波经过FPGA处理后，输出到逆变器的驱动。

逆变器的PWM波由DSP产生，通过FPGA连接到驱动。DSP用于产生逆变器脉冲，FPGA用来检测电流和封锁、解封逆变器脉冲。

逆变器的过流保护值可设定为额定的1.3倍，而脉冲封锁的触发值可设定为额定电流的1.2倍(低于过流保护值)。

在发生电压跌落时，由于开关频率所限，DSP检测电压跌落相对较慢，其逆变桥口输出电压变化较慢，不能实时跟踪上电网电压的跌落，导致电感电流迅速增加，如图2所示，当电流增大到额定电流的1.2倍，也即脉冲封锁触发值时，FPGA封锁脉冲，并将脉冲封锁标志位传递到DSP，然后电感电流会很快降低。

DSP在检测到脉冲封锁的标志位后，将其算法中相应的值清零或置位，以确保在解封脉冲后，桥口输出电压与电网电压匹配，从而不会再次造成过流。此时DSP已经检测到电网电压跌落及其跌落幅值。

在检测到电感电流降低到零或者很小的值之后，DSP向FPGA发出指令，将脉冲解封，按照电网电压跌落深度，向电网注入需要的无功支撑电流。

在电网电压恢复时，也会发生电感电流增加的情况，此时的处理逻辑与上述类似，在脉冲封锁解封后，DSP需控制逆变器使其有功电流的恢复满足国标的要求。