[发明专利]一种光伏发电系统内部PI控制器的稳态控制方法及装置

权利要求书

1.一种光伏发电系统内部PI控制器的稳态控制方法，其特征在于，所述方法包括：

搭建光伏发电系统的电路拓扑结构，并基于所述电路拓扑结构获取相关电压参数的关系式；

利用Park变换算法与瞬时功率理论对所述相关电压参数的关系式进行转换解析，计算出所述光伏发电系统内部的逆变器注入电网的初始功率；

基于电压外环控制原理对所述逆变器注入电网的初始功率进行简化，并利用简化后的功率计算所述光伏发电系统内部的外环PI控制器的稳定值；

将所述光伏发电系统等效为滤波电感和等值电压源所形成的并网串联电路，并确定所述等值电压源的并网工作电压；

基于电流内环控制原理对所述等值电压源的并网工作电压进行Park逆变换处理，生成所述光伏发电系统内部的内环PI控制器的稳定值。

2.根据权利要求1所述的光伏发电系统内部PI控制器的稳态控制方法，其特征在于，所述相关电压参数的关系式为：

其中，u_a为逆变器输出的A相瞬时电压，u_b为逆变器输出的B相瞬时电压，u_c为逆变器输出的C相瞬时电压，e_a为并网点A相电压，e_b为并网点B相电压，e_c为并网点C相电压，i_a为逆变器注入电网的A相电流，i_b为逆变器注入电网的B相电流，i_c为逆变器注入电网的C相电流，L为滤波电感值，R为滤波电阻值。

3.根据权利要求2所述的光伏发电系统内部PI控制器的稳态控制方法，其特征在于，所述利用Park变换算法与瞬时功率理论对所述相关电压参数的关系式进行转换解析，计算出所述光伏发电系统内部的逆变器注入电网的初始功率包括：

对所述相关电压参数的关系式进行Park变换处理，得到d-q变换式；

基于瞬时功率理论，结合所述d-q变换式计算出所述光伏发电系统内部的逆变器注入电网的初始功率。

4.根据权利要求3所述的光伏发电系统内部PI控制器的稳态控制方法，其特征在于，所述d-q变换式为：

以及所述逆变器注入电网的初始功率为：

其中，u_d为三相瞬时电压投影到dq旋转坐标系下的d轴电压分量，u_q为三相瞬时电压投影到dq旋转坐标系下的q轴电压分量，e_d为并网点电压投影到dq旋转坐标系下的d轴电压分量，e_q为并网点电压投影到dq旋转坐标系下的q轴电压分量，ω为电网角频率，i_d为三相电压投影到dq旋转坐标系下的d轴电流分量，i_q为三相电压投影到dq旋转坐标系下的q轴电流分量，P₀为逆变器注入电网的初始有功功率，Q₀为逆变器注入电网的初始无功功率。

5.根据权利要求4所述的光伏发电系统内部PI控制器的稳态控制方法，其特征在于，所述基于电压外环控制原理对所述逆变器注入电网的初始功率进行简化，并利用简化后的功率计算所述光伏发电系统内部的外环PI控制器的稳定值包括：

基于电网电压定向控制理论，对所述逆变器注入电网的初始功率进行简化，得到最终的瞬时功率；

对d-q坐标系下的d轴采用定直流电压控制方式以及对q轴采用定无功功率控制方式，同时结合所述最终的瞬时功率计算出所述光伏发电系统内部的外环PI控制器的稳定值。

6.根据权利要求5所述的光伏发电系统内部PI控制器的稳态控制方法，其特征在于，所述最终的瞬时功率为：

以及所述光伏发电系统内部的外环PI控制器的稳定值为：

其中，P₁为逆变器注入电网的瞬时有功功率，Q₁为逆变器注入电网的瞬时无功功率，i_dref为外环PI控制器输入电流在d轴的分量，i_qref为外环PI控制器输入电流在q轴的分量。