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专利号: 2020109578332
申请人: 国电南瑞科技股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种防止电压越限的分布式光伏并网协同控制方法,其特征在于:采用背靠背变流器控制分布式光伏发电系统并网点本地负荷的无功功率,通过控制光伏并网逆变器的工作状态限制分布式光伏发电的输出功率,设置制动控制环节形成协同控制用以调节光伏并网点电压,电压越限时分布式光伏发电系统并网点本地负荷的无功功率控制优先生效;所述设置制动控制环节形成协同控制来调节光伏并网点电压,是指:当仅依靠光伏并网点本地负荷无功功率控制无法有效调节光伏并网点电压时,经所述制动控制环节将光伏并网逆变器控制模式切换为运行模式,光伏并网点电压维持在设定值水平后,经制动控制环节将光伏并网逆变器控制模式切换为制动模式;所述运行模式是通过限制分布式光伏发电系统的输出功率来稳定光伏并网点电压,所述制动模式是采用分布式光伏发电系统并网点本地负荷的无功功率控制来稳定光伏并网点电压;所述运行模式包括以下过程:步骤1,计算并网逆变器控制过程中输出有功功率的设定参考值P’和无功功率的设定参考值Q’为:

其中,Uref为电压参考值,kP为有功功率调节系数,kQ为无功功率调节系数,P为光伏输出的实时功率,UPCC为光伏并网点电压;

步骤2,根据功率因数的范围确定功率因数其中,n为功率因数范围参数;

步骤3,确定有功功率设定值Pref和无功功率设定值Qref:步骤4,在经过等功率坐标变换的电压定向同步旋转坐标系中,得到d‑q坐标轴上的电流参考值:

其中,id_ref为d轴的电流参考值,iq_ref为q轴的电流参考值,Pref为有功功率设定值,Qref为无功功率设定值,Ud为旋转坐标系的电压分量;

步骤5,将d‑q坐标轴上的电流参考值与实际值作差送入PI调节器,再经坐标系变换后得到调制信号送入PWM发生器,PWM发生器的输出信号作为光伏并网逆变器的控制信号。

2.根据权利要求1所述的防止电压越限的分布式光伏并网协同控制方法,其特征在于:所述采用背靠背变流器控制分布式光伏发电系统并网点本地负荷的无功功率,是将并网点电压UPCC的偏离值送入PI调节器,根据PI调节器输出值m的符号对相位差θ进行取值,为‑90°或者90°;单相锁相环PLL确定本地负荷电流INC的相位角,将m进行限幅并取绝对值后与sinα相乘得到调制信号送入PWM发生器,其中α为本地负荷电流INC相位角与相位差θ之和;PWM发生器的输出信号作为背靠背变流器中二级变流器的控制信号。

3.一种防止电压越限的分布式光伏并网协同控制系统,其特征在于:该系统包括分布式光伏发电系统,所述分布式光伏发电系统通过光伏并网逆变器接入电网,所述分布式光伏发电系统本地负荷中的非关键负荷通过背靠背变流器接入电网;该系统采用背靠背变流器控制分布式光伏发电系统并网点本地负荷的无功功率,通过控制光伏并网逆变器的工作状态限制分布式光伏发电的输出功率,设置制动控制环节形成协同控制用以调节光伏并网点电压,电压越限时分布式光伏发电系统并网点本地负荷的无功功率控制优先生效;当仅依靠光伏并网点本地负荷无功功率控制无法有效调节光伏并网点电压时,经所述制动控制环节将光伏并网逆变器控制模式切换为运行模式,光伏并网点电压维持在设定值水平后,经制动控制环节将光伏并网逆变器控制模式切换为制动模式;所述运行模式是通过限制分布式光伏发电系统的输出功率来稳定光伏并网点电压,所述制动模式是采用分布式光伏发电系统并网点本地负荷的无功功率控制来稳定光伏并网点电压;所述运行模式包括以下过程:

步骤1,计算并网逆变器控制过程中输出有功功率的设定参考值P’和无功功率的设定参考值Q’为:

其中,Uref为电压参考值,kP为有功功率调节系数,kQ为无功功率调节系数,P为光伏输出的实时功率,UPCC为光伏并网点电压;

步骤2,根据功率因数的范围确定功率因数其中,n为功率因数范围参数;

步骤3,确定有功功率设定值Pref和无功功率设定值Qref:步骤4,在经过等功率坐标变换的电压定向同步旋转坐标系中,得到d‑q坐标轴上的电流参考值:

其中,id_ref为d轴的电流参考值,iq_ref为q轴的电流参考值,Pref为有功功率设定值,Qref为无功功率设定值,Ud为旋转坐标系的电压分量;

步骤5,将d‑q坐标轴上的电流参考值与实际值作差送入PI调节器,再经坐标系变换后得到调制信号送入PWM发生器,PWM发生器的输出信号作为光伏并网逆变器的控制信号。

4.根据权利要求3所述的防止电压越限的分布式光伏并网协同控制系统,其特征在于:所述采用背靠背变流器控制分布式光伏发电系统并网点本地负荷的无功功率,是将并网点电压UPCC的偏离值送入PI调节器,根据PI调节器输出值m的符号对相位差θ进行取值,为‑90°或者90°;单相锁相环PLL确定本地负荷电流INC的相位角,将m进行限幅并取绝对值后与sinα相乘得到调制信号送入PWM发生器,其中α为本地负荷电流INC相位角与相位差θ之和;PWM发生器的输出信号作为背靠背变流器中二级变流器的控制信号。

5.根据权利要求3所述的防止电压越限的分布式光伏并网协同控制系统,其特征在于:所述制动控制环节采用同向输出的施密特电路技术,当光伏并网点电压越限时,在电压上升与下降的过程中采用不同的阈值电压,用以切换光伏并网逆变器控制模式。