[发明专利]一种故障穿越方法、装置和光伏发电系统在审

专利信息
申请号: 201810408450.2 申请日: 2018-05-02
公开(公告)号: CN108565892A 公开(公告)日: 2018-09-21
发明(设计)人: 张野;洪潮;张帆;杨健;李俊杰;孙鹏伟 申请(专利权)人: 南方电网科学研究院有限责任公司;中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心
主分类号: H02J3/38 分类号: H02J3/38;H02J1/02
代理公司: 广州三环专利商标代理有限公司 44202 代理人: 梁顺宜;郝传鑫
地址: 510670 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 光伏发电系统 电压偏差量 故障穿越 光伏板 直流母线电压 占空比信号 电流参考 电流测量 电流内环 电流偏差 死区 输出直流母线 门槛 比例系数 交流电网 有效限制 直流母线 参考 无通信 转换 减去 减小
【说明书】:

发明公开了一种故障穿越方法,适用于光伏发电系统,包括:获取光伏板的电压偏差量和电流测量值,将电压偏差量转换为电流内环参考值;判断直流母线的电压偏差量是否大于死区门槛值;若是,输出直流母线的电压偏差量与死区门槛值的偏差值,并将偏差值乘以比例系数,得到电流偏差量;计算电流内环参考值减去光伏板的电流测量值和电流偏差量的值,得到光伏板的电流参考值;将电流参考值转换为占空比信号,以使光伏发电系统根据占空比信号控制直流母线电压的稳定。本发明还公开了一种故障穿越装置和一种光伏发电系统。能够在无通信的前提下实现交流电网故障时光伏板注入功率的有效限制,减小直流母线电压的波动,最终实现光伏发电系统的故障穿越。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域,尤其涉及一种故障穿越方法、装置和光伏发电系统。

背景技术

目前,随着可再生能源开发应用成本的快速下降。风电和光伏等发电系统的装机规模不断增加。2015年,全球可再生能源发电新增装机容量首次超过常规能源发电装机容量,表明全球电力系统建设正在发生结构性的转变。

在现有技术的光伏发电过程中,光伏发电系统发出的电能首先经过DC-DC(直流-直流)变换器升压,汇集后并入直流母线,再通过DC-AC(直流-交流)变换器转为交流电,经过变压器升压后并入交流电网。光伏发电系统的DC-DC变换器与DC-AC变换器分别采用直流升压控制器和功率-电流双环控制器进行控制。当直流升压控制器和功率-电流双环控制器存在通信时,若交流电网发生接地故障,交流电网电压降低,DC-AC变换器注入交流电网的功率也随之降低,若此时DC-DC变换器注入直流母线的功率不变,直流母线的电压将立即升高,当超出保护限值时,光伏发电系统将退出运行。当交流电网发生故障时,若DC-AC变换器检测到故障后将此信号通过通信传递给直流升压控制器,可以降低DC-DC变换器的注入功率,从而降低直流母线电压,但直流升压控制器和功率-电流双环控制器之间的通信存在一定的延时,直流母线电压的控制响应速度较慢。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种故障穿越方法、装置和光伏发电系统,能够在无通信的前提下实现交流电网故障时光伏板注入功率的有效限制,减小直流母线电压的波动,最终实现光伏发电系统的故障穿越。

为实现上述目的,本发明实施例提供了一种故障穿越方法,适用于光伏发电系统,包括:

获取光伏板的电压偏差量和电流测量值,将所述电压偏差量转换为电流内环参考值;

获取直流母线的电压偏差量,判断所述直流母线的电压偏差量是否大于死区门槛值;

若是,则输出所述直流母线的电压偏差量与所述死区门槛值的偏差值,并将所述偏差值乘以比例系数,得到电流偏差量;若否,则输出所述偏差值为零;

计算所述电流内环参考值减去所述光伏板的电流测量值和所述电流偏差量的值,得到所述光伏板的电流参考值;

将所述电流参考值转换为占空比信号,以使所述光伏发电系统根据所述占空比信号控制所述直流母线电压的稳定。

与现有技术相比,本发明公开的一种故障穿越方法通过在直流母线的电压偏差量大于死区门槛值时,输出直流母线的电压偏差量与死区门槛值的偏差值,并将所述偏差值乘以比例系数,得到电流偏差量;然后再通过计算电流内环参考值减去光伏板的电流测量值和电流偏差量的值,得到光伏板的电流参考值;最后将电流参考值转换为占空比信号,以使光伏发电系统根据占空比信号控制直流母线电压的稳定。解决了现有技术中当交流电网发生故障时,直流升压控制器和功率-电流双环控制器之间的通信存在一定的延时,直流母线电压的控制响应速度较慢的问题,能够在无通信的前提下实现交流电网故障时光伏板注入功率的有效限制,减小直流母线电压的波动,最终实现光伏发电系统的故障穿越。

作为上述方案的改进,所述获取光伏板的电压偏差量和电流测量值具体包括:

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