[发明专利]一种应用于光伏并网变流器的无功功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏并网发电领域。更具体地，涉及应用于光伏并网变流器的无功功率控制方法。

背景技术

光伏并网变流器的研制和控制方法的优化成为近年来光伏发电领域研究的热点，其控制方法的升级尤其得到关注。目前光伏并网变流器在无功功率控制方法上多采用根据无功功率指令或功率因数指令计算无功电流指令，通过坐标变换的方式，在两相旋转坐标系下采用双闭环控制策略实现对无功功率的控制这种方法。这种方法一方面由于电压不平衡，所以电网电压中会存在负序电压分量，同时由于负序电压分量的存在，会导致电网电流不平衡，不平衡的电流会导致电网电流中存在负序电流分量，负序电流和负序电压会产生无功功率，导致有功功率、无功功率与电压、电流不能完全解耦，使得计算的无功电流指令存在偏差；另一方面由于目前光伏并网变流器多采用LCL或LC的硬件滤波方式，其中电容上的容性无功功率也会对变流器整机输出的无功功率造成影响，所以目前传统的无功功率调度方法，在接受上级电网调度部门指令后实际输出的无功功率会偏离电网调度部门的要求，对电网运行造成影响。这对于光伏并网变流器的推广是不利的。

因此，需要提供一种应用于光伏并网变流器的无功功率控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于光伏并网变流器的无功功率控制方法，解决光伏并网变流器现有控制方法中对无功功率控制不准确的问题。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种应用于光伏并网变流器的无功功率控制方法，该方法包括步骤：

S1、采集光伏并网变流器输出端的三相静止坐标系下的交流电压和交流电流；

S2、通过坐标变换将三相静止坐标系下的交流电压和交流电流转换成双同步旋转坐标系下的电压和电流的正、负序分量；

S3、根据电压和电流的正、负序分量，基于光伏并网变流器控制模型计算无功电流指令；

S5、根据无功电流指令闭环控制光伏并网变流器的功率因数。

优选地，步骤S3之后且步骤S5之前还包括步骤：

S4、对无功电流指令进行滤波电容的容性无功功率补偿。

优选地，步骤S2中双同步旋转坐标系下的电压和电流的正、负序分量包括：正序有功电压矢量、正序无功电压矢量、负序有功电压矢量、负序无功电压矢量和电流矢量：正序有功电流矢量、正序无功电流矢量、负序无功电流矢量、负序无功电流矢量。

优选地，步骤S3的具体过程为：将上级电网调度部门下发的有功功率指令和无功功率指令作为的控制目标，根据电压和电流的正、负序分量，基于体现光伏并网变流器的有功功率、无功功率、电压以及电流解耦后的关系的光伏并网变流器控制模型，计算无功电流指令，计算公式如下：

公式中，分别为在有功轴、无功轴的正序电流期望值；分别为在有功轴、无功轴的正序电动势；P_g0、Q_g0分别为有功功率、无功功率的平均值。

优选地，步骤S4的具体过程为：

通过检测网侧电压和电容容值计算滤波电容的容性无功功率，将所述滤波电容的容性无功功率加入到步骤S3中计算无功电流指令过程中的无功功率的平均值中进行修正，重新计算无功电流指令。

优选地，步骤S5中的闭环控制策略为：

对光伏并网变流器的输出端的正序有功功率采用双闭环控制策略，外环控制直流电压，将最大功率点跟踪功能追踪到的电压作为指令进行直流电压控制，内环控制有功电流，将电压环输出作为指令进行控制；

对光伏并网变流器的输出端的正序无功功率采用单闭环控制策略，利用无功电流指令作为给定值控制光伏并网变流器的功率因数，进而控制光伏并网变流器的无功功率输出；

对光伏并网变流器的输出端的负序有功轴和负序无功轴功率均采用单闭环控制策略，将零作为两个控制环的指令，进而将负序电流控制为零，确保无负序电流输出

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案消除了光伏并网变流器中负序电流分量和电容的容性无功功率对变流器输出的无功功率的影响，实现了无功功率的精确控制，满足上级电网调度部门要求。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出用于光伏并网变流器的无功功率调度方法流程图。

图2示出用于光伏并网变流器的无功功率调度方法控制框图。

图3示出3相静止坐标系和双同步旋转坐标系。

具体实施方式