[发明专利]一种基于分布式电源并网逆变器的本地电压控制方法

说明书

本发明公开了一种基于分布式电源并网逆变器的本地电压控制方法，在传统分布式电源并网逆变器控制系统的基础上，增加一个本地电压控制器，当电网电压有效值U_S在过电压设定值U_S.up和欠电压设定值U_S.low之间时，本地电压控制器输出的无功功率指令值为零，即分布式电源工作于单位功率因数方式；当电网电压有效值U_S低于欠电压设定值U_S.low时，本地电压控制器输出适量的容性无功功率指令值，通过并网逆变器可抬升电网电压；当电网电压有效值U_S高于过电压设定值U_S.up时，本地电压控制器输出适量的感性无功功率指令值，通过并网逆变器可降低电网电压。本地电压控制器的引入使得分布式电源可以自主参与本地电网电压的调节，提高本地电网电压的合格率。

技术领域

本发明属于电气工程领域，具体涉及一种基于分布式电源并网逆变器的分布式电源接入点的电网电压的控制方法。

背景技术

分布式电源接入中低压配电线路，理所当然地改变了馈线的潮流分布，甚至改变了馈线的潮流方向，这种潮流变化影响着线路的稳态电压分布。一方面，分布式电源的合理配置对馈线各点电压具有支撑作用，有利于提高电压质量和电压合格率；另一方面，分布式电源的无序无约束安装与运行也可能导致馈线上某些节点出现过电压，降低了电网的电压质量。

分布式电源的主要任务是发电并网，并充分最大化利用当时的可再生资源。因此，目前并网运行的分布式电源基本上都工作于单位功率因数方式，仅向电网输出有功功率，而不输出无功功率。但是，分布式电源并网逆变器具有向电网提供无功功率的能力，并利用这种能力可以有效改善配电网的电压分布。

在配电网中接入分布式电源，若允许分布式电源工作于非单位功率因数模式，则分布式电源输出的无功功率对馈线上各节点电压具有一定的调节作用。理论分析表明，分布式电源输出的无功功率越大、分布式电源的安装位置越接近线路末端，分布式电源对馈线电压的调节作用就越强。

由于分布式电源只能向电网发出有功功率，但可以向电网发出无功功率(容性，为正)或从电网吸收无功功率(感性，为负)，因此分布式电源仅工作于两象限下，如图1a至图1d所示，分布式电源的有功功率与负荷相反，具有补偿负荷有功在线路上产生的压降的作用；分布式电源的无功功率既可像负荷一样增大线路上的电压降，也可以像补偿设备一样减小负荷引起的线路压降或压升。这为利用分布式电源并网逆变器的输出无功功率调节分布式电源本地电压提供了理论基础。

分布式电源并网逆变器可以独立控制两个变量，并网有功功率(对应于并网有功电流分量)和并网无功功率(对应于并网无功电流分量)，如图2所示。有功功率控制可工作于最大功率点跟踪(MPPT)方式或来自上级调度设定值的定有功功率方式；无功功率控制则可工作于定功率因数方式(单位功率因数是其中的一个特例)或来自上级调度设定值的定无功功率方式。图2给出了一种分布式电源并网逆变器的主电路结构及其控制系统框图，其中有功功率控制环路工作于MPPT方式，无功功率控制环路工作于单位功率因数或零无功功率方式。显然，分布式电源的输出无功功率不随本地电压按照某种规律而变化，即分布式电源不具备本地电压自动调节的能力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于分布式电源并网逆变器的本地电压控制方法，使得分布式电源可以自主参与本地电网电压的调节，提高本地电网电压的合格率。