[发明专利]一种光伏并网逆变器零电压穿越的锁相控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种光伏并网逆变器零电压穿越的锁相控制方法及装置，该方法采样三相电网电压值，经过正负序分离算法，得到正序电压分量，计算电网正序电压。当正序电压幅值低于0.9倍额定电压时，开始锁存前一锁相环运算周期的电网角频率值，当正序电压幅值低于0.1倍额定电压时，执行零电压锁相控制流程，将锁存的参考角频率值作为零电压参考角频率信号进行锁相控制；正序电压幅值低于0.1倍额定电压时，将锁存的电网角频率值作为锁相环PI调节器积分项的基准值，在正序电压幅值高于0.1倍额定电压后，使能锁相环PI计算，抑制电网暂态恢复过程中逆变器的输出电流冲击，确保零电压故障前后角频率的连续性。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏并网逆变器零电压穿越的锁相控制方法及装置。

背景技术

电网故障引起的电压暂态跌落是电力系统常见的故障之一，国标GB/T19964-2012《光伏电站接入电网技术规定》规定光伏并网电站必须具备一定的故障电压穿越能力，即要求光伏发电系统在检测到端电压降低到一定值的情况下具有不脱离电网而继续维持运行的能力，通过躲过保护动作时间，大大减少发电系统在故障时的反复并网次数，从而减少对电网的冲击。

根据国标GB/T19964-2012《光伏电站接入电网技术规定》，光伏发电站应满足的低电压穿越要求包括：光伏发电站并网点电压跌至0时，光伏发电站应能不脱网连续运行0.15s；光伏发电站并网点电压跌至曲线1以下时，光伏发电站可以从电网切出。随着新能源光伏发电渗透率的不断提升，零电压穿越作为关键并网技术和难点技术，成为光伏电站亟须解决的问题。不同于常规的低电压穿越，电网电压跌落至零时，由于失去了参考电压信号，常规的逆变器锁相环控制无法获得逆变器输出电流控制的相位角，容易导致输出电流紊乱，出现脱网现象。

现有技术中公开了专利申请号为201510336191.3的中国发明专利一种光伏并网逆变器零电压穿越锁相控制方法，该发明专利中的技术方案基于常用的正、负序双电流环控制,提出三相电网零电压故障穿越期间光伏并网逆变器的锁相控制策略。通过对锁相环PI积分的简单处理，使零电压故障前后逆变器输出电流相位连续，避免因失去参考电压导致的电流紊乱和冲击，方法简单有效，可满足标准对于逆变器零电压穿越的要求；该发明在检测电网电压正序分量低于10％时，进入零电压锁相处理流程，停止锁相环PI积分，使同步角频率固定，即在零电压穿越期间，保持进入10％电压点前一个计算周期的电网角频率进行电流控制，但是该固定的电网角频率值是在电网电压快速跌落的暂态过程中计算得到的，暂态跌落的时间很短，深度跌落瞬间，电压波形紊乱，锁相误差大；在电网电压恢复过程中，由于固定角频率和电网恢复时刻的计算角频率之间的不连续性，容易造成较大的电流冲击，甚至脱网的问题。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种光伏并网逆变器零电压穿越的锁相控制方法，能够确保零电压故障前后逆变器输出电流相位的连续性，适用于不同功率等级的单级或者多级并网型光伏逆变器。

为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种光伏并网逆变器零电压穿越的锁相控制方法，包括如下步骤：

S0：采样三相电网电压值u_a，u_b，u_c；

S1：经过正负序分离算法，分别得到两相静止坐标和两相同步旋转坐标下的正序电压分量

S2：计算电网正序电压u⁺，并以此值作为电网电压是否跌落以及零电压跌落的判断依据；

S3：正序电压u⁺幅值≥90％u_N条件判断；