[发明专利]基于变功率输出控制的光伏系统低电压穿越方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于变功率输出控制的光伏系统低电压穿越方法及系统。所述方法在电压跌落深度较小时，光伏系统仍可以保持最大功率输出；在电网电压跌落深度较大时，立足于逆变器两侧的功率平衡问题，主动调整光伏系统的输出功率，快速消除因电网故障产生的不平衡功率；并且故障期间根据电压跌落深度的不同，重新进行有功、无功电流值的分配，保证逆变器输出不过流，完成低电压穿越过程。采用本发明方法及系统可以兼顾光伏并网发电系统在电网故障期间的安全稳定运行以及太阳能资源的充分利用，同现有技术技术相比，更具有优越性。

技术领域

本发明涉及新能源并网发电系统保护与控制技术领域，特别是涉及一种基于变功率输出控制的光伏系统低电压穿越方法及系统。

背景技术

大容量新能源(光伏、风能)并网发电系统的接入给电网的稳定性带来了巨大的挑战。电网故障(电压跌落)期间，大容量并网系统脱网运行造成的瞬时功率切除会对电网造成巨大的冲击。

正常工况下通常控制光伏系统工作在最大功率点以充分利用太阳能资源。在电网故障(电网电压跌落)期间，由于逆变器两侧的功率平衡被打破，此时光伏系统如果继续保持最大功率的输出，则累积在直流侧并联电容上的不平衡功率逐渐增加，这会导致直流母线电压急剧升高，到达阈值电压后继电保护装置将断开并网系统与电网的连接，造成光伏并网发电系统的脱网运行。中国国家电网公司起草的并网导则规定了当电网故障导致并网点电压跌落时，光伏系统必须要保持不脱网运行，并向电网提供一定的无功功率，以支持电网电压恢复，即实现低电压穿越功能。因此故障期间要调整光伏系统输出，保证因电网故障导致的不平衡功率被快速消除，维持直流母线电压的稳定。

现有技术中通常直接利用光伏系统P-U(功率-电压)特性进行功率自调节，或利用外接储能设备的协调控制来消除直流母线上的不平衡功率，但当电压跌落深度较大时，由于不平衡功率的数值较大，短时间内无法满足功率快速消纳的要求，直流母线电压仍会上升至阈值电压，导致保护装置动作将并网系统切除，无法顺利完成低电压穿越过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于变功率输出控制的光伏系统低电压穿越方法及系统，以解决电压跌落深度较大时采用现有技术无法顺利完成低电压穿越过程的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于变功率输出控制的光伏系统低电压穿越方法，所述光伏系统低电压穿越方法包括：

获取光伏并网发电系统中的逆变器输出功率和直流母线电压；所述光伏并网发电系统包括光伏系统、Boost电路、逆变器和电网；

根据所述逆变器输出功率和所述直流母线电压判断是否执行变功率输出控制，获得第一判断结果；

若所述第一判断结果为不执行变功率输出控制，则所述光伏并网发电系统中的所述光伏系统保持最大功率输出状态；

若所述第一判断结果为执行变功率输出控制，则根据所述逆变器输出功率和所述直流母线电压确定Boost电路输出占空比；

根据所述Boost电路输出占空比调整所述光伏系统的输出功率；

获取所述光伏并网发电系统电压跌落后的电网电压值；

根据所述电压跌落后的电网电压值确定无功电流给定值和有功电流给定值；

根据所述无功电流给定值和所述有功电流给定值调整所述光伏并网发电系统中所述逆变器发出的无功功率。

可选的，所述根据所述逆变器输出功率和所述直流母线电压判断是否执行变功率输出控制，获得第一判断结果，具体包括：

判断所述逆变器输出功率是否小于或等于故障期间有功功率参考值，获得第二判断结果；