[发明专利]一种光伏并网发电系统的控制方法

说明书

本发明提供了一种光伏并网发电系统的控制方法，前级Boost变换器采用频率下垂控制模拟原动机的一次调频过程，后级并网逆变器采用常规电压、电流的双闭环控制与旋转式同步发电机对应。光伏并网发电系统由光伏组件、前级Boost变换器和后级并网逆变器组成，本发明在高比例可再生能源大量接入的情况下，模拟传统的调峰电厂，使可再生能源承担一部分负荷平衡的责任。

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种光伏并网发电系统的控制方法。

背景技术

近年来，随着能源危机和环境污染问题的日益严重，发展绿色清洁能源已经成为世界的共识。其中，光伏发电作为最具有发展前景的发电技术之一，受到人们的广泛关注。

然而，随着公用电网中光伏渗透率的不断增加，以低惯量、弱阻尼为特征的光伏并网逆变器大规模地接入电力系统，给电网的安全稳定运行带来了严峻的挑战。电动汽车和分布式储能不断普及，电网的源荷界限更加模糊且存在极大的不确定性，使得电力系统的“运行方式”将更加多样化、分散化和差异化。未来，可再生能源将需要承担一部分负荷平衡的责任。同时如何评估典型控制策略下光伏并网发电系统的惯量阻尼以及同步水平，以实现可再生能源友好兼容地接入电网已成为亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种光伏并网发电系统的控制方法，通过建立系统的直流时间尺度数学模型，有利于选择合适的控制策略与参数，使光伏并网发电系统对外呈现较好的惯量阻尼与同步特性，提高电力系统的稳定性。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种光伏并网发电系统的控制方法，前级Boost变换器采用频率下垂控制模拟原动机的一次调频过程，后级并网逆变器采用常规电压、电流的双闭环控制与旋转式同步发电机对应。通过频率下垂模拟，能够提高电力系统的稳定性。光伏并网发电系统由光伏组件、前级Boost变换器和后级并网逆变器组成，本发明在高比例可再生能源大量接入的情况下，模拟传统的调峰电厂，使可再生能源承担一部分负荷平衡的责任。

具体地，前级Boost变换器采用频率下垂控制模拟原动机的一次调频过程，可以使光伏并网发电系统具有调频特性,参与电网频率调节,提高电力系统的频率稳定性。

频率下垂控制就是选择与传统发电机相似的频率一次下垂特性曲线作为微源的控制方式，即分别通过P/f下垂控制和Q/V下垂控制来获取稳定的频率和电压。

而本申请不考虑无功对系统的影响，仅考虑有功，即有功频率下垂控制。将频率下垂控制前级Boost变换器，频率下垂控制光伏输出电流 I_pv，间接控制输出功率 P_pv。通过频率来控制输出功率，模拟一次调频过程。

作为本发明的进一步改进，所述频率下垂控制具体为：（1）光伏组件的最大输出功率远大于负荷功率或者调度需求，前级Boost变换器采用去MPPT控制，工作在下垂控制模式来满足供需平衡；（2）光伏组件的输出功率远小于负荷功率或者调度需求，前级Boost变换器以最大功率输出来维持光伏并网发电系统的稳定。通过这样的控制方式，合理利用光伏输出功率，且能响应电网频率和负荷波动。

本申请中，通过去MPPT控制，使得光伏系统有功率余量去响应电网的频率变化。

现有技术都采用MPPT控制，光伏始终以最大功率输出，不响应电网的动态。

去MPPT控制的具体方案是将频率下垂控制前级Boost变换器，频率下垂控制光伏输出电流 I_pv，间接控制输出功率 P_pv。