[发明专利]一种高渗透光伏接入防主变中性点过压的方法

说明书

本发明公开了一种高渗透光伏接入防主变中性点过压的方法，基于传统光伏并网解耦双闭环控制方法，并可分为如下3个状态：状态1，主变中性点过压但在允许范围内，采用传统并网控制方法；状态2，主变中性点电压上升至相电压并未达到击穿条件，采集并网点电压、电流，主变中性点电压，调整光伏并网相角将主变中性点电压限制于安全范围，同时，保证了光伏并网的有功输出；状态3，主变中性点电压发生击穿，光伏电源离网运行，主变中性点电压大幅降低，光伏通过直流变换器连接储能装置。该发明通过改变光伏并网控制策略和加入配套储能装置，可以解决高渗透光伏接入电网故障运行时主变中性点电压过高引起变压器的损坏问题。

技术领域

本发明涉及一种高渗透光伏接入防主变中性点过压的方法，属于电网控制技术。

背景技术

近年来，太阳能作为一种可再生清洁能源备受关注，被广泛应用并接入电网。同时，随着光伏大规模接入，光伏相对电网的渗透率不断升高，给电网的稳定运行带来了很多问题，如馈线电压的升高，继电保护整定配置的影响。对于中性点不接地的变压器来说，当电网发生单相接地故障时，中性点电压会上升至相电压。当电网不含光伏等分布式电源时，不接地系统发生单相接地故障时，电网仍可以持续运行1-2个小时。但电网中包含大量的光伏电源时，变电站中不接地运行的变压器中性点电压上升将大于相电压。中性点过电压保护在整个电网运行中是不可忽略的重要组成部分，如果重视不够，可能给整个电网带来严重事故。

发明内容

发明目的：针对高渗透光伏电源接入电网现状，为减少其对电网中区域变压器产生影响，本发明提出一种防主变中性点过压甚至击穿的控制方法，该方法既能有效地保证主变安全运行，又能减少成本和能源浪费。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高渗透光伏接入防主变中性点过压的方法，包括如下步骤：

(1)光伏电源在接入点接入电网，获取电网的主变压器的运行方式、出厂参数和传输线路的阻抗参数，计算各序阻抗值；当电网发生不对称故障时，并网点电压传感器检测出三相并网电压U_PCC，变压器中性点电压传感器检测出主变压器中性点电压同时通过锁相环锁定并网点相角θ，记录三相电压测量值U和三相电流测量值I；

(2)判断是否成立：若成立，则说明电网未发生故障且主变压器中性点电压未发生击穿，计算电网正常运行时光伏电源的给定输出电流，进入步骤(6)；否则，进入步骤(3)；

(3)判断是否成立：若成立，则进入步骤(4)；否则，进入步骤(5)；

(4)光伏发电系统离网运行，光伏电源为蓄电池组充电；

(5)将限定为取值为0.577pu，根据电流方程计算此时光伏电源的给定输出电流和并网点修正相角Δθ的可选值，将并网点修正相角Δθ限定为可选值中绝对值最小的值Δθ'，进入步骤(6)；

(6)并网逆变器控制采用电压外环、电流内环双环控制，将控制得到的电压期望值经载波比较，形成并网逆变器的触发信号。

优选的，所述步骤(5)中，根据限定后的网点修正相角Δθ进行功率因数择优选择，具体为：将电压相角|θ+Δθ'|与arccos(0.9)作差：

①若差值小于0，则将并网点相角θ修正为|θ+Δθ'|，进入步骤(6)；

②若差值大于0，则先将arccos(0.9)假定为并网点相角，根据电压方程计算取E_S∠arccos(0.9)：若则将并网点相角θ修正为arccos(0.9)，重新根据电流方程计算光伏电源的给定输出电流，进入步骤(6)；若则进入步骤(4)。

记：时，光伏发电系统运行于状态1；时，光伏发电系统运行于状态2；时，光伏发电系统运行于状态3；将并网逆变器的控制过程记为状态0；所述状态0、状态1、状态2和状态3的运行过程分别为：