[发明专利]一种基于光伏并网系统的自适应精细化谐波补偿方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于光伏并网系统的自适应精细化谐波补偿方法，包括以下步骤：检测光伏并网逆变器工作在最大功率跟踪点时所述光伏并网逆变器交流侧的输出电流和输出电压；检测光伏并网逆变器的剩余容量，对不同次谐波有功功率流向的判定并制定补偿策略；根据所述光伏并网逆变器的剩余容量自适应地输出待补偿分量开关通断信号；利用重复双闭环控制器根据所述开关通断信号实现精细化谐波补偿。本发明根据外界光照变化动态跟踪逆变器剩余容量，能够有效降低光伏逆变器的补偿成本，并实现了对光伏并网逆变器有限剩余容量充分利用的同时最大程度的降低网侧谐波畸变率。

技术领域

本发明涉及光伏并网发电系统领域，具体涉及一种基于光伏并网系统的自适应精细化谐波补偿方法。

背景技术

光伏并网发电系统作为新能源典型应用，可见于我国各大城市甚至于偏远地区。光伏并网发电装置一般工作在白天阳光照射充足的时候，在夜晚一般会在电网隔离断开。这样频繁多次投切光伏并网装置不利于设备的工作，同时也会带来较大的开关损耗，也不利于电网稳定运行，在工业实际运用中，如果在一个系统同时采用两种装置，经济成本相对较高，不利用大规模推广工业化。实际上，这样的光伏并网系统逆变器的容量并没有得到完全的利用，很大一部分时间都处于闲置。因此，利用光伏发电系统在光照并不充分时剩余的光伏逆变器容量，进行对电网的电能质量进行治理，前景十分光明。

现有技术对于基于光伏发电并网系统的剩余容量的研究，主要聚焦于利用光伏系统的逆变器进行谐波补偿或者是无功补偿，以及对应跟踪电流机制和控制策略的研究。目前来说，没有现有技术研究当目前剩余容量无法满足补偿所有次谐波时，实时根据动态变化的剩余容量针对性地调整补偿方案，只补偿对于网侧造成污染的谐波分量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种基于光伏并网系统的自适应精细化谐波补偿方法。

本发明采用以下技术方案：

一种基于光伏并网系统的自适应精细化谐波补偿方法，包括：

S1.光伏系统中的最大功率跟踪MPPT控制器根据外接光照环境调整光伏逆变器的输出电流以及输出电压，确保所述光伏并网逆变器工作在最大功率跟踪点，并检测此时所述光伏并网逆变器交流侧的输出电流和输出电压；

S2.根据不同光照强度下所述光伏并网逆变器的输出功率，确定所述光伏并网逆变器的剩余容量，同时检测不同次谐波分量的有功分量和非有功分量，判定不同次谐波有功功率流向，确定对不同次谐波分量是只进行非有功分量补偿还是进行全补偿；

S3.根据所述光伏并网逆变器的剩余容量自适应地输出非线性负载贡献或者背景谐波电压贡献的不同次谐波分量的待补偿分量开关通断信号；

S4.重复双闭环控制器根据所述开关通断信号输出待补偿谐波分量的指令信号，并叠加上并网电流指令信号和直流侧电压误差信号，通过SPWM脉宽调制输出补偿电流以及并网电流。

进一步，采用基于变步长电导增量法结合积分调节器的MPPT控制算法来获取所述最大功率跟踪点。

进一步，所述变步长电导增量法是根据功率对电压的导数大小调整寻优步长，获取最大功率跟踪点；所述积分调节器的MPPT控制算法是指找寻到最优的占空比进一步确保获取到最大功率跟踪点。

进一步，当所述光伏并网逆变器的电流剩余容量大于所有次谐波电流分量的有效值的平均值时，所述光伏并网逆变器对所有次谐波分量进行全补偿；

当所述光伏并网逆变器的电流剩余容量小于所有次谐波电流分量的有效值的平均值时，根据不同次谐波分量是否对于网侧馈线电网造成影响来针对性的进行谐波分量的补偿。

进一步，所述根据不同次谐波分量是否对于网侧馈线电网造成影响来针对性的进行谐波分量的补偿包括：