改善光伏接入点电压调节性能的单级式光伏系统无功控制策略

摘要

本发明是一种改善光伏接入点电压调节性能的单级式光伏系统无功控制策略，其特点是，包括测量光伏并网点电压有效值、测量光伏并网电流经过派克变换处理得出并网有功电流；以追踪并网点电压为目标，给定一个电压参考值；计算无功电流实时限幅；得出最终逆变器控制输出的无功电流调节参考值；计算得出无功电流的最大值和最小值；得到的无功电流参考指令作为光伏逆变系统的无功控制目标实现光伏逆变系统与接入电网的无功交互的控制，从而改善光伏接入点电压调节性能。

说明书

技术领域

本发明涉及光伏联网发电运行控制领域，是一种改善光伏接入点电压调节性能的单级式 光伏系统无功控制策略。

背景技术

大规模光伏发电系统接入结构相对薄弱的电网时，由于无功功率不足，系统面临电压运 行水平低，甚至电压失稳风险。本发明针对这一运行场景，提供一种改善光伏接入点电压调 节性能的单级式光伏系统无功控制策略。

目前现有的光伏逆变器控制策略，通常采用单位功率因数方式运行，而将光伏逆变系统 接入结构相对薄弱的电网运行时，尽可能挖掘光伏逆变器的无功调节潜力参与系统电压无功 调整是非常有必要的，为了改善接入电网的电压运行质量，在控制策略中加入面向接入点电 压调整的无功控制策略。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，基于电网阻抗对系统运行稳定性的影响，提出了一种改 善光伏接入点电压调节性能的单级式光伏系统无功控制策略，它能够通过无功电流调控实现 光伏逆变系统与接入电网的无功交互的控制，从而改善光伏接入点电压调节性能，提高接入 点电压的运行水平。

解决其技术问题采用的技术方案是，一种改善光伏接入点电压调节性能的单级式光伏系 统无功控制策略，其特征是，它包括以下步骤：

(1)测量光伏并网点电压有效值U_pcc,测量光伏并网电流i_ga、i_gb、i_gc,经过派克变换处理 得出并网有功电流I_gd；

(2)以追踪并网点电压为目标，给定一个电压参考值U_pcc.ref，两者的电压偏差输入PI 控制器，经过PI控制器的时域表达式计算出一个无功电流参考指令I'_gqref，PI控制器的时域 表达式I'_gqref＝K_p(U_pcc.ref-U_pcc)+K_i∫(U_pcc.ref-U_pcc)dt；

(3)计算无功电流实时限幅环节，限幅环节根据不等式和步骤(1)中的有 功电流I_gd计算得出无功电流I_gq的的最大值和最小值

(4)步骤(2)中的无功参考指令I'_gqref通过步骤(3)的限幅环节得出最终逆变器控制 输出的无功电流调节参考值I_gqref；

(5)将步骤(4)得到的无功电流参考指令作为光伏逆变系统的无功控制目标，来实现 光伏逆变系统与接入电网的无功交互的控制，从而改善光伏接入点电压调节性能。

本发明的改善光伏接入点电压调节性能的单级式光伏系统无功控制策略，能够通过无功 电流调控实现光伏逆变系统与接入电网的无功交互的控制，从而改善光伏接入点电压调节性 能，提高接入点电压的运行水平。

附图说明

图1是改善光伏接入点电压调节性能的单级式光伏系统无功控制策略框图；

图2是在单位功率因数下，光伏逆变系统联网接入点电压有效值波形示意；

图3是采用改善光伏接入点电压调节性能的单级式光伏系统无功控制策略后接入点电压 有效值波形示意。

具体实施方式

下面利用附图和实施例对本发明的一种改善光伏接入点电压调节性能的单级式光伏系统 无功控制策略进行详细说明。

参照图1，本发明的改善光伏接入点电压调节性能的单级式光伏系统无功控制策略，包 括以下步骤：

(1)测量光伏并网点电压有效值U_pcc,测量光伏并网电流i_ga、i_gb、i_gc,经过派克变换处理 得出并网有功电流I_gd；

(2)以追踪并网点电压为目标，给定一个电压参考值U_pcc.ref，两者的电压偏差输入PI 控制器，经过PI控制器的时域表达式计算出一个无功电流参考指令I'_gqref，其中，PI控制器 的时域表达式：I'_gqref＝K_p(U_pcc.ref-U_pcc)+K_i∫(U_pcc.ref-U_pcc)dt；

(3)计算无功电流实时限幅环节，限幅环节根据不等式和步骤(1)中的有 功电流I_gd计算出出无功电流I_gq的最大值和最小值

(4)步骤(2)中的无功参考指令I'_gqref通过步骤(3)的限幅环节得出最终逆变器控制 输出的无功电流调节参考值I_gqref；

(5)将步骤(4)得到的无功电流参考指令作为光伏逆变系统的无功控制目标，来实现 光伏逆变系统与接入电网的无功交互的控制，从而改善光伏接入点电压调节性能。

参照图2，从图2在单位功率因数下，光伏逆变系统联网接入点电压有效值波形可以看 出，在单位功率因数方式下，随着光照条件增强，注入电网有功功率增加，接入点电压逐渐 下降，明显低于0.93p.u水平，当有功出力超过一定时，系统出现电压失稳，接入点电压和功 率剧烈显著，危及系统运行安全。

参照图3，采用本发明的改善光伏接入点电压调节性能的单级式光伏系统无功控制策略 后，接入点电压能维持在指定的1.0p.u。虽然在光照条件发生突变时，调节过程中存在一些 抖动，但都能以较快的速度恢复到目标电压，并且有效规避了电压失稳问题。

本实施例验证了所设计的改善光伏接入点电压调节性能的单级式光伏系统无功控制策略 的有效性与可行性。