一种弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法与流程

本发明属于光伏并网，尤其涉及一种弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法。

背景技术：

1、光伏逆变器在新能源发电系统中起着极其重要的作用，对于促进新能源利用，实现可再生能源的发展，具有非比寻常的意义。在偏远地区电力系统长距离输电或者局部电力系统新能源渗透率较高，使光伏逆变器并网点呈现弱电网特性，即弱电路比特性。对于跟网型逆变器来说，短路比等级越低并网稳定性越差。

2、传统光伏逆变器采用锁相环获取电网相位信息，在电网电压相位信息的基础上，建立dq轴旋转坐标系下控制架构，保证光伏并网的相位同步。这种模式在强网状态可以保证较高的电能质量，然而在弱电网状态下，由于锁相环与电网阻抗的耦合关系容易引起电力系统谐振，存在脱网的风险。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法，旨在解决现有技术中弱电网状态下，由于锁相环与电网阻抗的耦合关系容易引起电力系统谐振的问题。

2、本发明实施例的第一方面提供了一种弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法，应用于控制器，控制器内设置有电压外环、电流内环、给定值计算模块、主锁相环以及辅助锁相环；该方法包括：

3、在低电压穿越阶段，断开电压外环与电流内环的连接，同时将给定值计算模块与电流内环连接，向电流内环输出电流给定值，以通过电流内环，确定光伏逆变器的第一控制量的幅值；其中，电流给定值根据电压跌落深度确定；

4、在低电压穿越阶段，根据辅助锁相环减小主锁相环所输出的角频率的振荡范围，通过主锁相环确定光伏逆变器的第一控制量的相位；

5、根据第一控制量，对光伏逆变器进行控制。

6、本发明实施例的第二方面提供了一种弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑装置，应用于控制器，控制器内设置有电压外环、电流内环、给定值计算模块、主锁相环以及辅助锁相环；该装置包括：

7、幅值确定模块，用于在低电压穿越阶段，断开电压外环与电流内环的连接，同时将给定值计算模块与电流内环连接，向电流内环输出电流给定值，以通过电流内环，确定光伏逆变器的第一控制量的幅值；其中，电流给定值根据电压跌落深度确定；

8、相位确定模块，用于在低电压穿越阶段，根据辅助锁相环减小主锁相环所输出的角频率的振荡范围，通过主锁相环确定光伏逆变器的第一控制量的相位；

9、逆变控制模块，用于根据第一控制量，对光伏逆变器进行控制。

10、本发明实施例的第三方面提供了一种控制器，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上第一方面的弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法的步骤。

11、本发明实施例的第四方面提供了一种光伏逆变器，包括：逆变器电路以及如上第三方面的控制器。

12、本发明实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面的弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法的步骤。

13、本发明实施例提供的弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法，首先在低电压穿越阶段，断开电压外环与电流内环的连接，同时将给定值计算模块与电流内环连接，向电流内环输出电流给定值，以通过电流内环，确定光伏逆变器的第一控制量的幅值；其中，电流给定值根据电压跌落深度确定；然后根据辅助锁相环减小主锁相环所输出的角频率的振荡范围，通过主锁相环确定光伏逆变器的第一控制量的相位；最终根据第一控制量，对光伏逆变器进行控制。通过在控制环路中加入辅助锁相环，减少主锁相环所输出的角频率的振荡范围，同时按照电压跌落深度向电流环输出给定电流，在弱电网下低电压穿期间，能够为电网提供足够的频率惯性支撑，有效抑制电网谐波，保证低电压穿期间光伏不脱网。

技术特征：

1.一种弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法，其特征在于，应用于控制器，所述控制器内设置有电压外环、电流内环、给定值计算模块、主锁相环以及辅助锁相环；所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法，其特征在于，所述根据所述电压外环、所述电流内环，确定所述光伏逆变器的第一控制量的幅值，包括：

4.根据权利要求3所述的弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法，其特征在于，所述断开所述电压外环与电流内环的连接，将所述给定值计算模块与所述电流内环连接，向所述电流内环输出电流给定值，以通过所述电流内环，确定所述光伏逆变器的第一控制量的幅值，包括：

5.根据权利要求2所述的弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法，其特征在于，所述根据所述主锁相环，确定所述光伏逆变器的第一控制量的相位，包括：

6.根据权利要求5所述的弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法，其特征在于，所述根据辅助锁相环减小所述主锁相环所输出的角频率的振荡范围，包括：

7.根据权利要求6所述的弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法，其特征在于，所述惯量支撑模块的传递函数为：

8.一种控制器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至7中任一项所述弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法的步骤。

9.一种光伏逆变器，其特征在于，包括：逆变器电路以及如上的权利要求8所述的控制器。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至7中任一项所述弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法的步骤。

技术总结
本发明实施例提供的弱电网状态下光伏逆变器低电压穿越频率支撑方法，首先在低电压穿越阶段，断开电压外环与电流内环的连接，同时将给定值计算模块与电流内环连接，向电流内环输出电流给定值，以确定第一控制量的幅值；其中，电流给定值根据电压跌落深度确定；然后根据辅助锁相环减小主锁相环的所输出的角频率的振荡范围，通过主锁相环确定第一控制量的相位；最终根据第一控制量，对光伏逆变器进行控制。通过在控制环路中加入辅助锁相环，减少主锁相环所输出的角频率的振荡范围，同时按照电压跌落深度向电流环输出给定电流，在弱电网下低电压穿期间，能够为电网提供足够的频率惯性支撑，有效抑制电网谐波，保证低电压穿期间光伏不脱网。

技术研发人员：王鹏,王春雷,李会冬,牛依林,张艳蕾,张帆,牛向阳
受保护的技术使用者：石家庄科林电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17