[发明专利]基于自适应MPPT的光伏系统间谐波抑制方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于自适应MPPT的光伏系统间谐波抑制方法及系统，所述方案通过在对光照强度变化方向的判断当中引入光伏输出电流变化量，并结合传统MPPT算法形成自适应MPPT算法以准确判断光照强度变化，进而实现准确无飘移的追踪最大功率点；同时，所提自适应MPPT算法以MPPT算法输出的直流链电压参考值为输入变量，判断其值是否连续三次满足三点周期振荡特性，若满足表明追踪到新的最大功率点，系统则将扰动步长置为零，随之，进行在最大功率点的恒电压追踪，从而减少了在最大功率点附近的扰动；反之，依旧扰动追踪新的最大功率点。最后利用仿真验证所提抑制策略可以在保证MPPT效率的同时有效减少间谐波的注入，提高了电能质量。

技术领域

本公开属于电力系统技术领域，尤其涉及一种基于自适应MPPT的光伏系统间谐波抑制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着社会对能源和环境的关注度日益提高，世界各国高度重视新能源产业发展。近年来，我国新能源发展取得显著成果，其中光伏发电装机规模不断扩大，已成为促进新能源增长的中坚力量。近年来研究发现光伏并网系统中注入的间谐波会对电能质量产生严重影响。根据定义，间谐波是基频的非整数倍的频率成分。间谐波的大量注入会导致电压波动、次同步振荡和光闪烁等问题。间谐波的存在也会影响一些谐波检测设备，降低其检测精度。此外，间谐波电流会在导体中产生额外的热量，导致电气设备的负载能力降低和绝缘性能降低。对电能质量和电力系统的正常运行产生了严重的影响，造成了能源的浪费，因此有效抑制间谐波的注入是必要的。

目前研究发现光伏并网系统中采用的最大功率跟踪技术是导致间谐波注入的原因之一，并在一些商用光伏逆变器上通过实验已观察到由MPPT(Maximum Power PointTracking)引起的间谐波。此外，相关研究表明由MPPT引起的直流链路电压扰动传播到电网电流中，从而产生了间谐波。而MPPT的扰动步长和采样频率对扰动电压产生和传播有显著影响。

发明人发现，在扰动步长和采样频率的影响下，传统MPPT算法产生的扰动经逆变器作用会在光伏并网过程中注入大量间谐波。为有效抑制间谐波注入，国内外学者进行了大量的研究，有专家提出了三种间谐波抑制方案(即自适应增益、速率限制器和CVMPPT方法)来减少间谐波的注入，并仿真验证了三种方案的有效性。也有专家提出了随机采样的间谐波抑制方法，当MPPT进行每次扰动时，系统随机的选取采样频率，其有效地降低了输出间谐波电流幅值，但越来越多的间谐波分量被引入，给电网带来了潜在的污染和风险。此外，有学者提出一种协同控制控制抑制策略，通过移相使两个光伏系统的产生的MPPT扰动波动相反，继而使两个光伏并网系统因MPPT控制策略导致的直流侧扰动在交流侧产生的间谐波可以相互抵消，但当光伏并网系统数量为奇数时，其不能够使注入的间谐波两两相互抵消，减弱抑制效果。

MPPT算法的扰动步长和采样频率对MPPT效率也有着重要影响，在针对由MPTT扰动引起的间谐波进行抑制时，需要在保证MPPT效率的前提下有效抑制间谐波的注入。由于光照变化和MPPT算法的扰动都将引起输出功率变化，而传统的PO MPPT算法并不能准确判断引起功率变化的原因，所以MPPT算法的实际表现易受光照变化等因素的影响。这一不足之处使PO MPPT算法在光照变化时不能保证准确的追踪方向，而使追踪方向发生飘移。尤其是在光照快速变化时，这一问题更加突出，严重降低MPPT的效率。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提供了基于自适应MPPT的光伏系统间谐波抑制方法及系统，所述方案通过在对光照强度变化方向的判断当中引入光伏输出电流变化量，并结合传统MPPT算法形成自适应MPPT算法以准确判断光照强度变化，在保证高MPPT效率的同时，对间谐波的注入进行明显抑制，从而提升光伏并网系统的电能质量。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种基于自适应MPPT的光伏系统间谐波抑制方法，包括：

获取光伏系统输出电压变化量和电流变化量，判断光照变化情况；