两级式构网型光伏逆变器的低电压穿越控制方法及装置与流程

本技术涉及新能源控制，尤其涉及一种两级式构网型光伏逆变器的低电压穿越控制方法、装置及设备。

背景技术：

1、近年来，新能源发电在能源发展战略中得到高度重视，发展迅速。高比例新能源通过电力电子设备接入电力系统，在传统运行模式下电力系统不具备同步发电机的特性，使电力系统出现惯量减少、频率稳定性降低的问题。为解决上述问题提出了构网型控制的概念，通过一定程度上模拟同步发电机的运行特性，提高新能源对电力系统频率和电压的支撑能力。

2、新能源的光伏逆变器应用构网型控制技术可以提高电力系统的支撑能力，但在外部交流系统故障期间会产生很大的故障电流，危害变流器安全。因此，需要研究构网型光伏逆变器的故障电流抑制以及故障穿越策略，以保障逆变器的安全稳定运行。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种两级式构网型光伏逆变器的低电压穿越控制方法、装置及设备，用于解决现有电力系统采用光伏逆变器在构网型控制技术中应用，发生故障后会产生大电流危害电力系统运行的技术问题。

2、为了实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：

3、一种两级式构网型光伏逆变器的低电压穿越控制方法，该两级式构网型光伏逆变器包括前级升压电路和后级逆变电路，该低电压穿越控制方法包括以下步骤：

4、获取两级式构网型光伏逆变器的电气量参数，所述电气量参数包括无功功率实际值、交流电压额定值、交流电压幅值、耐受最大电流值和额定电流值；

5、根据所述交流电压幅值确定所述两级式构网型光伏逆变器中低电压穿越的控制信号；

6、若所述控制信号为0，根据所述无功功率实际值和所述交流电压额定值采用第一控制方式获得第一阀侧参考数据，根据所述第一阀侧参考数据控制所述后级逆变电路的运行；采用最大功率点跟踪模式控制所述前级升压电路的运行；

7、若所述控制信号为1，根据所述交流电压幅值、所述耐受最大电流值和所述额定电流值采用第二控制方式获得第二阀侧参考数据，根据所述第二阀侧参考数据控制所述后级逆变电路的运行；采用直流电压模式控制所述前级升压电路的运行。

8、优选地，根据所述无功功率实际值和所述交流电压额定值采用第一控制方式获得第一阀侧参考数据包括：

9、根据所述无功功率实际值和所述交流电压额定值采用构网型算法计算，获得电压参考值；

10、对所述电压参考值通过正序电压环和负序电压环进行限幅处理，获得第一正序电流参考值和第一负序电流参考值；

11、对所述第一正序电流参考值和所述第一负序电流参考值采用对应的正序电流环、坐标变换和负序电流环、坐标变换处理，得到对应的第一正序阀侧参考电压和第一负序阀侧参考电压；

12、其中，所述第一阀侧参考数据包括第一正序阀侧参考电压和第一负序阀侧参考电压。

13、优选地，根据所述交流电压幅值、所述耐受最大电流值和所述额定电流值采用第二控制方式获得第二阀侧参考数据包括：

14、根据所述控制信号为1获取两级式构网型光伏逆变器故障前的d轴正序电流参考值；

15、根据所述无功功率实际值和所述交流电压额定值采用构网型算法计算，获得电压参考值；对所述电压参考值通过正序电压环和负序电压环进行限幅处理；并根据所述d轴正序电流参考值、所述交流电压幅值、所述耐受最大电流值和所述额定电流值计算确定第二正序电流参考值和第二负序电流参考值；

16、对所述第二正序电流参考值和所述第二负序电流参考值采用对应的正序电流环、坐标变换和负序电流环、坐标变换处理，得到对应的第二正序阀侧参考电压和第二负序阀侧参考电压；

17、其中，所述第二阀侧参考数据包括第二正序阀侧参考电压和第二负序阀侧参考电压。

18、优选地，根据所述交流电压幅值确定所述两级式构网型光伏逆变器中低电压穿越的控制信号包括：若所述交流电压幅值小于电压门槛值，则所述控制信号为1，说明两级式构网型光伏逆变器所在电力系统发生故障；若所述交流电压幅值不小于电压门槛值，则所述控制信号为0，说明两级式构网型光伏逆变器所在电力系统没有发生故障。

19、优选地，该两级式构网型光伏逆变器的低电压穿越控制方法包括：若故障清除，控制所述交流电压幅值不小于电压门槛值，且将所述第二控制方式中第二正序电流参考值和第二负序电流参考值按斜率比例恢复至故障前；同时将控制所述前级升压电路运行的直流电压模式切换为最大功率点跟踪模式。

20、本技术还提供一种两级式构网型光伏逆变器的低电压穿越控制装置，该两级式构网型光伏逆变器包括前级升压电路和后级逆变电路，该低电压穿越控制装置包括参数获取模块、控制判断模块、第一执行模块和第二执行模块；

21、所述参数获取模块，用于获取两级式构网型光伏逆变器的电气量参数，所述电气量参数包括无功功率实际值、交流电压额定值、交流电压幅值、耐受最大电流值和额定电流值；

22、所述控制判断模块，用于根据所述交流电压幅值确定所述两级式构网型光伏逆变器中低电压穿越的控制信号；

23、所述第一执行模块，用于根据所述控制信号为0，根据所述无功功率实际值和所述交流电压额定值采用第一控制方式获得第一阀侧参考数据，根据所述第一阀侧参考数据控制所述后级逆变电路的运行；采用最大功率点跟踪模式控制所述前级升压电路的运行；

24、所述第二执行模块，用于根据所述控制信号为1，根据所述交流电压幅值、所述耐受最大电流值和所述额定电流值采用第二控制方式获得第二阀侧参考数据，根据所述第二阀侧参考数据控制所述后级逆变电路的运行；采用直流电压模式控制所述前级升压电路的运行。

25、优选地，所述第一执行模块包括第一计算子模块、第一处理子模块和第二处理子模块；

26、所述第一计算子模块，用于根据所述无功功率实际值和所述交流电压额定值采用构网型算法计算，获得电压参考值；

27、所述第一处理子模块，用于对所述电压参考值通过正序电压环和负序电压环进行限幅处理，获得第一正序电流参考值和第一负序电流参考值；

28、所述第二处理子模块，用于对所述第一正序电流参考值和所述第一负序电流参考值采用对应的正序电流环、坐标变换和负序电流环、坐标变换处理，得到对应的第一正序阀侧参考电压和第一负序阀侧参考电压；

29、其中，所述第一阀侧参考数据包括第一正序阀侧参考电压和第一负序阀侧参考电压。

30、优选地，所述第二执行模块包括数据获取子模块、第二计算子模块和第三处理子模块；

31、所述数据获取子模块，用于根据所述控制信号为1获取两级式构网型光伏逆变器故障前的d轴正序电流参考值；

32、所述第二计算子模块，用于根据所述无功功率实际值和所述交流电压额定值采用构网型算法计算，获得电压参考值；对所述电压参考值通过正序电压环和负序电压环进行限幅处理；并根据所述d轴正序电流参考值、所述交流电压幅值、所述耐受最大电流值和所述额定电流值计算确定第二正序电流参考值和第二负序电流参考值；

33、所述第三处理子模块，用于对所述第二正序电流参考值和所述第二负序电流参考值采用对应的正序电流环、坐标变换和负序电流环、坐标变换处理，得到对应的第二正序阀侧参考电压和第二负序阀侧参考电压；

34、其中，所述第二阀侧参考数据包括第二正序阀侧参考电压和第二负序阀侧参考电压。

35、优选地，该两级式构网型光伏逆变器的低电压穿越控制装置包括故障清除模块，所述故障清除模块用于根据故障清除，控制所述交流电压幅值不小于电压门槛值，且将所述第二控制方式中第二正序电流参考值和第二负序电流参考值按斜率比例恢复至故障前；同时将控制所述前级升压电路运行的直流电压模式切换为最大功率点跟踪模式。

36、本技术还提供一种终端设备，包括处理器以及存储器；

37、所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

38、所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的两级式构网型光伏逆变器的低电压穿越控制方法。

39、从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：该两级式构网型光伏逆变器的低电压穿越控制方法、装置及设备，该方法包括获取两级式构网型光伏逆变器的电气量参数；根据交流电压幅值确定两级式构网型光伏逆变器中低电压穿越的控制信号；若控制信号为0，根据无功功率实际值和交流电压额定值采用第一控制方式获得第一阀侧参考数据，根据第一阀侧参考数据控制后级逆变电路的运行；采用最大功率点跟踪模式控制前级升压电路的运行；若控制信号为1，根据交流电压幅值、耐受最大电流值和额定电流值采用第二控制方式获得第二阀侧参考数据，根据第二阀侧参考数据控制后级逆变电路的运行；采用直流电压模式控制前级升压电路的运行。该两级式构网型光伏逆变器的低电压穿越控制方法通过控制信号分别采用具备正负序电压和正负序电流控制能力的第一控制方式和第二控制方式获得的阀侧参考数据，对正、负序电压进行控制，对外呈现电压源特性；也实现对正、负序电流进行控制，以灵活控制故障电流；让两级式构网型光伏逆变器的低电压穿越通过前级升压电路和后级逆变电路控制策略的配合，实现故障期间光伏输出功率的平衡和故障后恢复到构网型控制的平滑过渡，解决了现有电力系统采用光伏逆变器在构网型控制技术中应用，发生故障后会产生大电流危害电力系统运行的技术问题。