一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法
一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着光伏发电技术的发展和成本的降低，光伏发电在电力供应中的比重不断增 加。目前，国内多个规划或在建的光伏发电基地大多采用的"大规模集中式开发，高压远距 离外送"方式。光伏并网系统作为一种新型的电源形式在电力系统中正发挥愈加重要的作 用，同时光伏发电系统在功率控制方面具有一定的潜力，有望在有功调节方面发挥更大的 作用。
[0003] 在电网正常工作时，光伏并网系统W单位功率因数并网运行，此时光伏阵列提供 功率与电网需求保持一致，整个系统安全稳定运行。当电网出现突发状况，如电网电压跌 落，为了及时应对，一般要求光伏并网系统具备低电压穿越能力。传统的低电压穿越方法多 采用前馈限幅控制方法，此方法能够将网侧电流限定在安全范围内，但却无法抑制直流侧 电压的急速上升。
【发明内容】
[0004] 发明目的：本发明的目的是提供一种能够有效抑制低电压故障中过流、过压的光 伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法。
[0005] 技术方案；本发明所述的光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法，包括W 下的步骤：
[0006] S1 ;确定光伏阵列的开路电压U。。和最大功率点电压Umpp，从而得到稳定工作区间 扣。。，Umpp]，并得到最大功率Pmpp;
[0007] S2 ;判断电网电压跌落幅度6d是否满足e0. 1，如果是，则继续进行步骤S3,如 果不是，则W最大功率Pmpp输出，进行步骤S6 ;
[000引 S3 ;判断稳定工作区间扣。。，Umpp]内是否能找到某一输出电压，其对应的输出功率 能够追踪到设定功率Puf;如果能，则继续进行步骤S4,如果不能，则W最大功率Pmpp输出， 进行步骤S6 ;
[0009] S4 ;在光伏并网系统的Boost电路中，将设定功率Puf对应的设定电压值与输出电 压值做差，再将差值输入PID控制器，调整PID控制器的参数值，从而调整Boost电路的占 空比；
[0010] S5 ;W设定功率Pref输出；
[0011] S6;结束。
[0012]进一步，所述步骤S2中最大功率点电压Umpp通过定电压跟踪法确定，定电压跟踪 法包括如下的步骤：
[001引S2. 1 ;确定光伏阵列的开路电压U。。；
[0014] S2.2 ;根据Umpp=kU。。确定最大功率点电压Umpp,其中，0.71《k《0.82。
[0015] 进一步，所述步骤S3包括w下的步骤：
[0016]S3. 1;设置最大迭代次数N、迭代精度e和起始计算点电压巧=U"""'2+U°f，并由起 始计算点电压Ui得到起始计算点功率P1;
[0017]S3. 2;如果第k个计算点的功率Pk满足|Pk-PrefI《e，且k《N，则进行步骤S3. 4; 如果第k个计算点的功率Pk满足IPk-PtefI〉e，且k《N，则进行步骤S3. 3 ;如果k〉N，则进 行步骤S3. 4 ;
[001引S3. 3 ;如果第k个计算点的功率Pk满足Pk-Pref〉e，则设置第k+1个计算点的电压 ^4+1 = ^^，并求得第k+1个计算点的功率Pw，重复步骤S3. 2的迭代；如果第k个计算 点的功率Pk满足Puf-Pk>e，则设置第k+1个计算点的电压化+1 = 并求得第k+i 个计算点的功率Pw，重复步骤S3. 2的迭代；
[0019]S3. 4;迭代结束。
[0020] 有益效果；本发明方法不仅能够在不增加硬件成本的基础上有效抑制低电压故障 中出现的过流、过压现象，且能够根据电网电压跌落的幅度快速调节光伏阵列输出功率，提 高了系统的安全性与可控性。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明流程图；
[0022] 图2为本发明的光伏并网系统的框图；
[002引 图3为本发明在Matl油/Simulink中的系统仿真模型图；
[0024] 图4为前馈限幅控制方法在低电压穿越中光伏阵列输出的有功功率效果图；
[0025] 图5是前馈限幅控制方法在低电压穿越中输出到电网的有功功率效果图；
[0026] 图6是本发明方法在低电压穿越中光伏阵列输出的有功功率效果图；
[0027] 图7是本发明方法在低电压穿越中输出到电网的有功功率效果图；
[002引图8是前馈限幅控制方法在低电压穿越中直流侧电容电压效果图；
[0029] 图9是前馈限幅控制方法在低电压穿越中网侧相电流效果图；
[0030] 图10是本发明方法在低电压穿越中直流侧电容电压效果图；
[0031] 图11是本发明方法在低电压穿越中网侧相电流效果图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步的介绍。
[0033] 本发明的方法流程图如图1所示，包括W下的步骤：
[0034] S1;确定光伏阵列的开路电压U。。和最大功率点电压Umpp，从而得到稳定工作区间 [Uw，Umpp]，并得到最大功率Pmpp;
[0035]S2 ;判断电网电压跌落幅度6d是否满足0. 1，如果是，则光伏并网系统工作在 定额功率控制模式，继续进行步骤S3,如果不是，则光伏并网系统工作在MPPT模式，W最大 功率Pmpp输出，进行步骤S6;
[0036]S3 ;判断稳定工作区间扣。。，Umpp]内是否能找到某一输出电压，其对应的输出功率 能够追踪到设定功率Puf;如果能，则继续进行步骤S4,如果不能，则W最大功率Pmpp输出， 进行步骤S6;
[0037]S4 ;在光伏并网系统的Boost电路中，将设定功率Puf对应的设定电压值与输出电 压值做差，再将差值输入PID控制器，调整PID控制器的参数值，从而调整Boost电路的占 空比；
[003引 S5 ;W设定功率Pref输出；
[0039] S6;结束。
[0040] 其中，步骤S2中开路电压U。。根据厂家提供的光伏电池在采用标准工况下的开路 电压来确定。
[0041] 其中，步骤S2中最大功率点电压Umpp通过定电压跟踪法确定，定电压跟踪法包括 如下的步骤：
[0042] S2. 1 ;确定光伏阵列的开路电压U。。；
[00创 S2. 2;根据Umpp=kU。。确定最大功率点电压Umpp，其中，0. 71《k《0. 82。
[0044] 步骤S3可W采用二分法寻优的方式，包括W下的步骤：
[0045] S3. 1 ;设置最大迭代次数N、迭代精度e和起始计算点电压巧=3+，并由起 始计算点电压Ui得到起始计算点功率P1;
[0046] S3.2;如果第k个计算点的功率Pk满足|Pk-PtefI《e，且k《N，则进行步骤S3. 4 ; 如果第k个计算点的功率Pk满足IPk-PtefI〉e，且k《N，则进行步骤S3. 3 ;如果k〉N，则进 行步骤S3. 4 ;
[0047] S3. 3 ;如果第k个计算点的功率Pk满足Pk- Pref〉e，则设置第k+1个计算点的电压 听+1= ^^，并求得第k+1个计算点的功率Pw，重复步骤S3. 2的迭代；如果第k个计算 点的功率Pk满足Puf-Pk>e，则设置第k+1个计算点的电压馬+1= 并求得第k+1 个计算点的功率Pw，重复步骤S3. 2的迭代；
[0048] S3. 4;迭代结束。
[0049] 本发明针对低电压穿越时前馈限幅控制方法存在的问题，基于电压实际跌落情 况，采用减少光伏阵列有功输出的控制方法保证低电压过程的有效穿越。在电网电压跌落 时，根据电网电压跌落的幅值，等幅度地减少光伏阵列向电网输送的能量，且经逆变器输送 到电网的能量减小幅度与电压跌落幅度成正比。根据能量守恒原则，网侧电流将不会受到 电压跌落太大的影响，避免网侧过流，同时直流侧也不存在严重的过电压问题。
[0050] 根据对定额功率控制方法的分析，采用定额功率控制方法能够实现上述控制效 果，由此可利用定额功率控制方法调整光伏阵列并入电网的功率，进而完成对低电压故障 期间的系统的有功控制。
[0化1] 下面W-个具体实施例来进一步阐述本发明的方案。
[00日2] 表1Matlab/Simulink中的仿真模型参数表
[00日3]
[0054]
[0055] 光伏并网系统如图2所示，光伏阵列工作在标准工况下，系统在MPPT模式时，网侧 功率为100KW，考虑跌落幅度较大的情况，令电网电压在0. 3S-0. 4s跌落80%。根据表1中 的仿真模型参数表，在Matl油/Simulink中建立系统仿真模型，如图3所示。依次采用前馈 限幅控制方法与定额功率控制方法，光伏阵列的输出功率与并入电网功率的仿真结果分别 如图4、5和图6、7所示。
[0056] 由图4、5可看出，在电网电压跌落期间，采用前馈限幅控制方法时光伏阵列基本 维持在最大功率输出状态，而输送到电网的功率很快减少到20KW，且在低电压故障解除时， 输送到电网的功率激增至180KW。该是因为低电压故障期间光伏阵列输出功率与并入电网 功率之间并不一致，多余的能量累积在直流侧电容上，故障解除电容释放能量从而导致输 入电网功率激增。上述情况不仅可能导致直流侧电容两端过电压，甚至由于并网功率的激 增可能损坏网侧设备。
[0057] 由图6、7可看出，在电网电压跌落期间，采用定额控制方法时光伏阵列的输出功 率很快减少到20KW，输送到电网的功率很快的减少到20KW左右，两者之间保持功率平衡且 与电网电压跌落80%的深度相近。
[005引依次采用前馈限幅控制方法与定额功率控制方法，直流侧电容电压与网侧相电流 的仿真结果分别如图8、9和图10、11所示；
[0059] 图8表明，在电网电压跌落期间，采用前馈限幅控制方法时直流侧电容两端电压 急剧增大，甚至达到了 3000V，该将严重威胁系统的安全；图9表明，网侧电流在低电压故障 期间能够控制在安全范围内，但在故障解除时，网侧电流有一个大的波动，该是由于直流侧 电容放电造成的。
[0060] 图1〇、11表明，由于定额控制方法的作用，在网侧电压跌落期间，可将直流侧电压 控制在450-500V;在电网电压恢复时，直流侧电容的放电将其值控制在630VW内，在允许 范围内；到0. 53s直流侧电压稳定到设定值500V，恢复速度较快。在故障期间网侧电流的 幅值在额定值300A的1. 0-1. 1倍之间，被控制在安全范围内。
[0061] 通过上述实施方式，可完成低电压穿越中定额功率控制方法的实例验证，由此可 见，本发明所提供的低电压穿越中定额功率控制方法，能够在网侧电压跌落时相应减少并 网的有功功率，保证在低电压故障期间直流侧不过压、网侧不过流，，技术方案可行，实施途 径简明且安全可靠。
【主权项】
1. 一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法，其特征在于：包括以下的步 骤： 51 :确定光伏阵列的开路电压U。。和最大功率点电压Umpp，从而得到稳定工作区间[U。。， Umpp]，并得到最大功率Pmpp; 52 :判断电网电压跌落幅度^是否满足e 0. 1，如果是，则继续进行步骤S3,如果不 是，则以最大功率Pmpp输出，进行步骤S6 ; S3:判断稳定工作区间[Ut^Umpp]内是否能找到某一输出电压，其对应的输出功率能够 追踪到设定功率PMf;如果能，则继续进行步骤S4,如果不能，则以最大功率P mpp输出，进行 步骤S6 ; 54 :在光伏并网系统的Boost电路中，将设定功率PMf对应的设定电压值与输出电压值 做差，再将差值输入PID控制器，调整PID控制器的参数值，从而调整Boost电路的占空比； 55 :以设定功率PMf输出； 56 :结束。2. 根据权利要求1所述的一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法，其特征 在于：所述步骤S2中最大功率点电压Umpp通过定电压跟踪法确定，定电压跟踪法包括如下 的步骤： S2. 1 :确定光伏阵列的开路电压U。。； 52. 2 :根据Umpp= kU。。确定最大功率点电压Umpp，其中，0.71彡k彡0.82。3. 根据权利要求1所述的一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法，其特征 在于：所述步骤S3包括以下的步骤： 53. 1 :设置最大迭代次数N、迭代精度ε和起始计算点电压，并由起始计 算点电压U1得到起始计算点功率P 1; S3. 2 :如果第k个计算点的功率Pk满足IP k-PMf I彡ε，且k彡Ν，则进行步骤S3. 4 ;如 果第k个计算点的功率Pk满足IP k_PMf I > ε，且k < N，则进行步骤S3. 3 ;如果k>N，则进行 步骤S3. 4 ; S3. 3 :如果第k个计算点的功率Pk满足Pk_PMf> ε，则设置第k+Ι个计算点的电压并求得第k+Ι个计算点的功率Pk+1，重复步骤S3. 2的迭代；如果第k个计算点的功率Pk满足P Mf-Pk> ε，则设置第k+Ι个计算点的电压 并求得第k+1 个计算点的功率Pk+1，重复步骤S3. 2的迭代； S3. 4 :迭代结束。
【专利摘要】本发明公开了一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法，包括如下的步骤：S1：确定光伏阵列的稳定工作区间[Uoc，Umpp]和最大功率Pmpp；S2：判断电网电压跌落幅度ed是否满足ed≥0.1，如果是，则继续进行步骤S3，如果不是，则以最大功率Pmpp输出，进行步骤S6；S3：判断稳定工作区间[Uoc，Umpp]内是否能找到某一输出电压，其对应的输出功率能够追踪到设定功率Pref；如果能，则继续进行步骤S4，如果不能，则以最大功率Pmpp输出，进行步骤S6；S4：在光伏并网系统的Boost电路中，将设定功率Pref对应的设定电压值与输出电压值做差，再将差值输入PID控制器，调整PID控制器的参数值，从而调整Boost电路的占空比S5：以设定功率Pref输出；S6：结束。
【IPC分类】H02J3/46, H02J3/38
【公开号】CN104901337
【申请号】CN201510353777
【发明人】王冰, 胡庆燚, 查晓锐
【申请人】河海大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月24日
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着光伏发电技术的发展和成本的降低，光伏发电在电力供应中的比重不断增 加。目前，国内多个规划或在建的光伏发电基地大多采用的"大规模集中式开发，高压远距 离外送"方式。光伏并网系统作为一种新型的电源形式在电力系统中正发挥愈加重要的作 用，同时光伏发电系统在功率控制方面具有一定的潜力，有望在有功调节方面发挥更大的 作用。
[0003] 在电网正常工作时，光伏并网系统W单位功率因数并网运行，此时光伏阵列提供 功率与电网需求保持一致，整个系统安全稳定运行。当电网出现突发状况，如电网电压跌 落，为了及时应对，一般要求光伏并网系统具备低电压穿越能力。传统的低电压穿越方法多 采用前馈限幅控制方法，此方法能够将网侧电流限定在安全范围内，但却无法抑制直流侧 电压的急速上升。
【发明内容】
[0004] 发明目的：本发明的目的是提供一种能够有效抑制低电压故障中过流、过压的光 伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法。
[0005] 技术方案；本发明所述的光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法，包括W 下的步骤：
[0006] S1 ;确定光伏阵列的开路电压U。。和最大功率点电压Umpp，从而得到稳定工作区间 扣。。，Umpp]，并得到最大功率Pmpp;
[0007] S2 ;判断电网电压跌落幅度6d是否满足e0. 1，如果是，则继续进行步骤S3,如 果不是，则W最大功率Pmpp输出，进行步骤S6 ;
[000引 S3 ;判断稳定工作区间扣。。，Umpp]内是否能找到某一输出电压，其对应的输出功率 能够追踪到设定功率Puf;如果能，则继续进行步骤S4,如果不能，则W最大功率Pmpp输出， 进行步骤S6 ;
[0009] S4 ;在光伏并网系统的Boost电路中，将设定功率Puf对应的设定电压值与输出电 压值做差，再将差值输入PID控制器，调整PID控制器的参数值，从而调整Boost电路的占 空比；
[0010] S5 ;W设定功率Pref输出；
[0011] S6;结束。
[0012]进一步，所述步骤S2中最大功率点电压Umpp通过定电压跟踪法确定，定电压跟踪 法包括如下的步骤：
[001引S2. 1 ;确定光伏阵列的开路电压U。。；
[0014] S2.2 ;根据Umpp=kU。。确定最大功率点电压Umpp,其中，0.71《k《0.82。
[0015] 进一步，所述步骤S3包括w下的步骤：
[0016]S3. 1;设置最大迭代次数N、迭代精度e和起始计算点电压巧=U"""'2+U°f，并由起 始计算点电压Ui得到起始计算点功率P1;
[0017]S3. 2;如果第k个计算点的功率Pk满足|Pk-PrefI《e，且k《N，则进行步骤S3. 4; 如果第k个计算点的功率Pk满足IPk-PtefI〉e，且k《N，则进行步骤S3. 3 ;如果k〉N，则进 行步骤S3. 4 ;
[001引S3. 3 ;如果第k个计算点的功率Pk满足Pk-Pref〉e，则设置第k+1个计算点的电压 ^4+1 = ^^，并求得第k+1个计算点的功率Pw，重复步骤S3. 2的迭代；如果第k个计算 点的功率Pk满足Puf-Pk>e，则设置第k+1个计算点的电压化+1 = 并求得第k+i 个计算点的功率Pw，重复步骤S3. 2的迭代；
[0019]S3. 4;迭代结束。
[0020] 有益效果；本发明方法不仅能够在不增加硬件成本的基础上有效抑制低电压故障 中出现的过流、过压现象，且能够根据电网电压跌落的幅度快速调节光伏阵列输出功率，提 高了系统的安全性与可控性。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明流程图；
[0022] 图2为本发明的光伏并网系统的框图；
[002引 图3为本发明在Matl油/Simulink中的系统仿真模型图；
[0024] 图4为前馈限幅控制方法在低电压穿越中光伏阵列输出的有功功率效果图；
[0025] 图5是前馈限幅控制方法在低电压穿越中输出到电网的有功功率效果图；
[0026] 图6是本发明方法在低电压穿越中光伏阵列输出的有功功率效果图；
[0027] 图7是本发明方法在低电压穿越中输出到电网的有功功率效果图；
[002引图8是前馈限幅控制方法在低电压穿越中直流侧电容电压效果图；
[0029] 图9是前馈限幅控制方法在低电压穿越中网侧相电流效果图；
[0030] 图10是本发明方法在低电压穿越中直流侧电容电压效果图；
[0031] 图11是本发明方法在低电压穿越中网侧相电流效果图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步的介绍。
[0033] 本发明的方法流程图如图1所示，包括W下的步骤：
[0034] S1;确定光伏阵列的开路电压U。。和最大功率点电压Umpp，从而得到稳定工作区间 [Uw，Umpp]，并得到最大功率Pmpp;
[0035]S2 ;判断电网电压跌落幅度6d是否满足0. 1，如果是，则光伏并网系统工作在 定额功率控制模式，继续进行步骤S3,如果不是，则光伏并网系统工作在MPPT模式，W最大 功率Pmpp输出，进行步骤S6;
[0036]S3 ;判断稳定工作区间扣。。，Umpp]内是否能找到某一输出电压，其对应的输出功率 能够追踪到设定功率Puf;如果能，则继续进行步骤S4,如果不能，则W最大功率Pmpp输出， 进行步骤S6;
[0037]S4 ;在光伏并网系统的Boost电路中，将设定功率Puf对应的设定电压值与输出电 压值做差，再将差值输入PID控制器，调整PID控制器的参数值，从而调整Boost电路的占 空比；
[003引 S5 ;W设定功率Pref输出；
[0039] S6;结束。
[0040] 其中，步骤S2中开路电压U。。根据厂家提供的光伏电池在采用标准工况下的开路 电压来确定。
[0041] 其中，步骤S2中最大功率点电压Umpp通过定电压跟踪法确定，定电压跟踪法包括 如下的步骤：
[0042] S2. 1 ;确定光伏阵列的开路电压U。。；
[00创 S2. 2;根据Umpp=kU。。确定最大功率点电压Umpp，其中，0. 71《k《0. 82。
[0044] 步骤S3可W采用二分法寻优的方式，包括W下的步骤：
[0045] S3. 1 ;设置最大迭代次数N、迭代精度e和起始计算点电压巧=3+，并由起 始计算点电压Ui得到起始计算点功率P1;
[0046] S3.2;如果第k个计算点的功率Pk满足|Pk-PtefI《e，且k《N，则进行步骤S3. 4 ; 如果第k个计算点的功率Pk满足IPk-PtefI〉e，且k《N，则进行步骤S3. 3 ;如果k〉N，则进 行步骤S3. 4 ;
[0047] S3. 3 ;如果第k个计算点的功率Pk满足Pk- Pref〉e，则设置第k+1个计算点的电压 听+1= ^^，并求得第k+1个计算点的功率Pw，重复步骤S3. 2的迭代；如果第k个计算 点的功率Pk满足Puf-Pk>e，则设置第k+1个计算点的电压馬+1= 并求得第k+1 个计算点的功率Pw，重复步骤S3. 2的迭代；
[0048] S3. 4;迭代结束。
[0049] 本发明针对低电压穿越时前馈限幅控制方法存在的问题，基于电压实际跌落情 况，采用减少光伏阵列有功输出的控制方法保证低电压过程的有效穿越。在电网电压跌落 时，根据电网电压跌落的幅值，等幅度地减少光伏阵列向电网输送的能量，且经逆变器输送 到电网的能量减小幅度与电压跌落幅度成正比。根据能量守恒原则，网侧电流将不会受到 电压跌落太大的影响，避免网侧过流，同时直流侧也不存在严重的过电压问题。
[0050] 根据对定额功率控制方法的分析，采用定额功率控制方法能够实现上述控制效 果，由此可利用定额功率控制方法调整光伏阵列并入电网的功率，进而完成对低电压故障 期间的系统的有功控制。
[0化1] 下面W-个具体实施例来进一步阐述本发明的方案。
[00日2] 表1Matlab/Simulink中的仿真模型参数表
[00日3]
[0054]
[0055] 光伏并网系统如图2所示，光伏阵列工作在标准工况下，系统在MPPT模式时，网侧 功率为100KW，考虑跌落幅度较大的情况，令电网电压在0. 3S-0. 4s跌落80%。根据表1中 的仿真模型参数表，在Matl油/Simulink中建立系统仿真模型，如图3所示。依次采用前馈 限幅控制方法与定额功率控制方法，光伏阵列的输出功率与并入电网功率的仿真结果分别 如图4、5和图6、7所示。
[0056] 由图4、5可看出，在电网电压跌落期间，采用前馈限幅控制方法时光伏阵列基本 维持在最大功率输出状态，而输送到电网的功率很快减少到20KW，且在低电压故障解除时， 输送到电网的功率激增至180KW。该是因为低电压故障期间光伏阵列输出功率与并入电网 功率之间并不一致，多余的能量累积在直流侧电容上，故障解除电容释放能量从而导致输 入电网功率激增。上述情况不仅可能导致直流侧电容两端过电压，甚至由于并网功率的激 增可能损坏网侧设备。
[0057] 由图6、7可看出，在电网电压跌落期间，采用定额控制方法时光伏阵列的输出功 率很快减少到20KW，输送到电网的功率很快的减少到20KW左右，两者之间保持功率平衡且 与电网电压跌落80%的深度相近。
[005引依次采用前馈限幅控制方法与定额功率控制方法，直流侧电容电压与网侧相电流 的仿真结果分别如图8、9和图10、11所示；
[0059] 图8表明，在电网电压跌落期间，采用前馈限幅控制方法时直流侧电容两端电压 急剧增大，甚至达到了 3000V，该将严重威胁系统的安全；图9表明，网侧电流在低电压故障 期间能够控制在安全范围内，但在故障解除时，网侧电流有一个大的波动，该是由于直流侧 电容放电造成的。
[0060] 图1〇、11表明，由于定额控制方法的作用，在网侧电压跌落期间，可将直流侧电压 控制在450-500V;在电网电压恢复时，直流侧电容的放电将其值控制在630VW内，在允许 范围内；到0. 53s直流侧电压稳定到设定值500V，恢复速度较快。在故障期间网侧电流的 幅值在额定值300A的1. 0-1. 1倍之间，被控制在安全范围内。
[0061] 通过上述实施方式，可完成低电压穿越中定额功率控制方法的实例验证，由此可 见，本发明所提供的低电压穿越中定额功率控制方法，能够在网侧电压跌落时相应减少并 网的有功功率，保证在低电压故障期间直流侧不过压、网侧不过流，，技术方案可行，实施途 径简明且安全可靠。
【主权项】
1. 一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法，其特征在于：包括以下的步 骤： 51 :确定光伏阵列的开路电压U。。和最大功率点电压Umpp，从而得到稳定工作区间[U。。， Umpp]，并得到最大功率Pmpp; 52 :判断电网电压跌落幅度^是否满足e 0. 1，如果是，则继续进行步骤S3,如果不 是，则以最大功率Pmpp输出，进行步骤S6 ; S3:判断稳定工作区间[Ut^Umpp]内是否能找到某一输出电压，其对应的输出功率能够 追踪到设定功率PMf;如果能，则继续进行步骤S4,如果不能，则以最大功率P mpp输出，进行 步骤S6 ; 54 :在光伏并网系统的Boost电路中，将设定功率PMf对应的设定电压值与输出电压值 做差，再将差值输入PID控制器，调整PID控制器的参数值，从而调整Boost电路的占空比； 55 :以设定功率PMf输出； 56 :结束。2. 根据权利要求1所述的一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法，其特征 在于：所述步骤S2中最大功率点电压Umpp通过定电压跟踪法确定，定电压跟踪法包括如下 的步骤： S2. 1 :确定光伏阵列的开路电压U。。； 52. 2 :根据Umpp= kU。。确定最大功率点电压Umpp，其中，0.71彡k彡0.82。3. 根据权利要求1所述的一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法，其特征 在于：所述步骤S3包括以下的步骤： 53. 1 :设置最大迭代次数N、迭代精度ε和起始计算点电压，并由起始计 算点电压U1得到起始计算点功率P 1; S3. 2 :如果第k个计算点的功率Pk满足IP k-PMf I彡ε，且k彡Ν，则进行步骤S3. 4 ;如 果第k个计算点的功率Pk满足IP k_PMf I > ε，且k < N，则进行步骤S3. 3 ;如果k>N，则进行 步骤S3. 4 ; S3. 3 :如果第k个计算点的功率Pk满足Pk_PMf> ε，则设置第k+Ι个计算点的电压并求得第k+Ι个计算点的功率Pk+1，重复步骤S3. 2的迭代；如果第k个计算点的功率Pk满足P Mf-Pk> ε，则设置第k+Ι个计算点的电压 并求得第k+1 个计算点的功率Pk+1，重复步骤S3. 2的迭代； S3. 4 :迭代结束。
【专利摘要】本发明公开了一种光伏并网系统低电压穿越的定额功率控制方法，包括如下的步骤：S1：确定光伏阵列的稳定工作区间[Uoc，Umpp]和最大功率Pmpp；S2：判断电网电压跌落幅度ed是否满足ed≥0.1，如果是，则继续进行步骤S3，如果不是，则以最大功率Pmpp输出，进行步骤S6；S3：判断稳定工作区间[Uoc，Umpp]内是否能找到某一输出电压，其对应的输出功率能够追踪到设定功率Pref；如果能，则继续进行步骤S4，如果不能，则以最大功率Pmpp输出，进行步骤S6；S4：在光伏并网系统的Boost电路中，将设定功率Pref对应的设定电压值与输出电压值做差，再将差值输入PID控制器，调整PID控制器的参数值，从而调整Boost电路的占空比S5：以设定功率Pref输出；S6：结束。
【IPC分类】H02J3/46, H02J3/38
【公开号】CN104901337
【申请号】CN201510353777
【发明人】王冰, 胡庆燚, 查晓锐
【申请人】河海大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月24日
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