本公開涉及光伏逆變器控制的，具體而言，涉及一種構網(wǎng)型兩級式光伏逆變器的控制方法及相關裝置。

背景技術：

1、兩級式光伏逆變器是一種高效的用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器結構，其主要由兩級轉換電路組成，即dc-dc轉換器和dc-ac逆變器。這種逆變器結構可以更靈活地調節(jié)光伏電池板的輸出電壓，提高系統(tǒng)的整體效率和可靠性。兩級式光伏逆變器廣泛應用于各種規(guī)模的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，例如用于住宅光伏系統(tǒng)能偶為家庭提供清潔能源，減少對電網(wǎng)的依賴；用于商業(yè)光伏系統(tǒng)能夠為商業(yè)建筑和設施提供穩(wěn)定的電力供應，降低能源成本；用于工業(yè)光伏系統(tǒng)能夠為工廠和大型工業(yè)設備提供可再生能源，促進綠色生產；用于大型光伏電站能夠在大規(guī)模光伏發(fā)電場中應用以提升整體發(fā)電效率和穩(wěn)定性。

2、現(xiàn)有的光伏逆變器多采用跟網(wǎng)型和構網(wǎng)型控制，隨著電力系統(tǒng)中基于電力電子的可再生能源的份額越來越高，電力系統(tǒng)的頻率和電壓穩(wěn)定性變得更加重要。現(xiàn)有技術中跟網(wǎng)型的控制算法一般包括輔助頻率支持功能，慣性和頻率阻尼控制等算法。構網(wǎng)型控制被視為具有頻率支持能力的未來電網(wǎng)的有前途的解決方案。其中，功率同步控制、下垂控制、虛擬同步機、匹配控制和虛擬振蕩控制作為典型的構網(wǎng)型的控制策略。為了在光伏發(fā)電中采用構網(wǎng)型控制現(xiàn)有的技術中一般采用基于交流耦合超級電容器的儲能系統(tǒng)。

3、然而，現(xiàn)有的跟網(wǎng)型控制測中的頻率支持控制在弱電網(wǎng)中容易不穩(wěn)定，并且跟網(wǎng)型控制往往表現(xiàn)出電流源特性無法起到對電網(wǎng)電壓的支撐作用。現(xiàn)有的構網(wǎng)控制策略通常以理想的直流側電壓作為控制的前提，并不適合實際分布式可再生能源發(fā)電。為了在光伏發(fā)電中應用構網(wǎng)型控制以提供頻率支撐功能通常需要增加儲能，這會導致增加系統(tǒng)的成本。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開旨在提供一種構網(wǎng)型兩級式光伏逆變器的控制方法及相關裝置，以解決現(xiàn)有技術中采用構網(wǎng)型控制以提供頻率支撐功能通常需要增加儲能，從而導致增加系統(tǒng)的成本的技術問題。

2、本公開的一方面提供一種構網(wǎng)型兩級式光伏逆變器的控制方法，包括：

3、基于光伏陣列的輸出電壓參考值確定所述光伏陣列運行在最大運行功率點時的電壓值和功率值；

4、當所述光伏陣列運行在所述最大運行功率點后，將所述光伏陣列從輸出電壓控制切換為輸出功率控制；

5、當直流電壓同步控制輸出的頻率小于預定電網(wǎng)頻率時，增加所述光伏逆變器的輸出功率。

6、在一些實施例中，所述基于光伏陣列的輸出電壓參考值確定所述光伏陣列運行在最大運行功率點時的電壓值和功率值中，包括：

7、基于所述光伏陣列的初始電壓、初始電流、當前的輸出電壓以及當前的輸出電流獲取電壓增量和電流增量；

8、基于所述電壓增量和所述電流增量調節(jié)所述光伏陣列的輸出電壓參考值；

9、基于所述輸出電壓參考值調節(jié)所述光伏陣列的輸出電壓以接近最大運行功率點，以確定所述光伏陣列運行在最大運行功率點時的電壓值和功率值。

10、在一些實施例中，所述基于所述電壓增量和所述電流增量調節(jié)所述光伏陣列的輸出電壓的參考值，包括：

11、在所述電壓增量等于0的情況下，當所述電流增量等于0時，所述光伏陣列的工作點在最大運行功率點；當所述電流增量大于0時，增加所述光伏陣列的輸出電壓參考值；當所述電流增量小于0時，減少所述光伏陣列的輸出電壓參考值。

12、在一些實施例中，所述基于所述電壓增量和所述電流增量調節(jié)所述光伏陣列的輸出電壓的參考值，還包括：

13、

14、在電壓增量不等于0的情況下，確定所述光伏陣列的電導增量，當所述電導增量等于0時，所述光伏陣列的工作點確定在最大運行功率點；當所述電導增量大于0時，增加所述光伏陣列的輸出電壓參考值；當電導增量小于0時，則減少所述光伏陣列的輸出電壓參考值。

15、在一些實施例中，所述當所述光伏陣列運行在所述最大運行功率點后，將所述光伏陣列從輸出電壓控制切換為輸出功率控制，包括：

16、確定所述光伏陣列的輸出功率參考值；

17、當所述光伏陣列的輸出電壓小于第一閾值，基于所述輸出功率參考值修改輸出功率控制的反饋值；

18、當所述光伏陣列的輸出電壓大于第二閾值，將所述功率控制的反饋值的復位。

19、在一些實施例中，當所述光伏陣列的輸出電壓小于第一閾值，基于所述輸出功率參考值修改輸出功率控制的反饋值為當所述輸出電壓vpv<0.95*vpvmax時,修改輸出功率控制的反饋值ppv為2*pmax-ppv，其中，vpvmax為所述光伏陣列運行在最大運行功率點時的電壓值，pmax為所述光伏逆變器的最大輸出功率；

20、當所述光伏陣列的輸出電壓大于第二閾值，將所述功率控制的反饋值的復位為當所述輸出電壓vpv>1.05*vpvmax時,將所述輸出功率控制的反饋值由2*pmax-ppv修改為ppv，其中，vpvmax為所述光伏陣列運行在最大運行功率點時的電壓值，pmax為所述光伏逆變器的最大輸出功率。

21、在一些實施例中，所述當直流電壓同步控制輸出的頻率小于預定電網(wǎng)頻率時，增加所述光伏逆變器的輸出功率，包括：

22、通過調節(jié)輸出角頻率以調節(jié)頻率；

23、基于預定電網(wǎng)頻率和調節(jié)后的頻率確定頻率偏差量；

24、基于所述頻率偏差量控制增加所述光伏逆變器的所述輸出功率。

25、本公開的一方面提供一種構網(wǎng)型兩級式光伏逆變器的控制裝置，包括：

26、確定模塊，用于基于光伏陣列的輸出電壓參考值確定所述光伏陣列運行在最大運行功率點時的電壓值和功率值；

27、切換模塊，用于當所述光伏陣列運行在所述最大運行功率點后，將所述光伏陣列從輸出電壓控制切換為輸出功率控制；

28、控制模塊，用于當直流電壓同步控制輸出的頻率小于預定電網(wǎng)頻率時，增加所述光伏逆變器的輸出功率。

29、本公開還提供了一種存儲介質，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述方法的步驟。

30、本公開還提供了一種電子設備，所述電子設備至少包括存儲器、處理器，所述存儲器上存儲有計算機程序，所述處理器在執(zhí)行所述存儲器上的計算機程序時實現(xiàn)上述方法的步驟。

31、本公開實施例能夠解決光伏逆變器跟網(wǎng)型控制算法在弱電網(wǎng)下不穩(wěn)定的問題，通過減載運行的方式實現(xiàn)光伏逆變器對電網(wǎng)頻率的支撐功能，在電網(wǎng)頻率降低時變流器能夠增大有功功率輸出，從而實現(xiàn)對電網(wǎng)頻率進行有效支撐。

32、為使本公開的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

技術特征：

1.一種構網(wǎng)型兩級式光伏逆變器的控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于光伏陣列的輸出電壓參考值確定所述光伏陣列運行在最大運行功率點時的電壓值和功率值中，包括：

3.根據(jù)權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述電壓增量和所述電流增量調節(jié)所述光伏陣列的輸出電壓的參考值，包括：

4.根據(jù)權利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述電壓增量和所述電流增量調節(jié)所述光伏陣列的輸出電壓的參考值，還包括：

5.根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述當所述光伏陣列運行在所述最大運行功率點后，將所述光伏陣列從輸出電壓控制切換為輸出功率控制，包括：

6.根據(jù)權利要求5所述的控制方法，其特征在于，當所述光伏陣列的輸出電壓小于第一閾值，基于所述輸出功率參考值修改輸出功率控制的反饋值為當所述輸出電壓vpv<0.95*vpvmax時,修改輸出功率控制的反饋值ppv為2*pmax-ppv，其中，vpvmax為所述光伏陣列運行在最大運行功率點時的電壓值，pmax為所述光伏逆變器的最大輸出功率；

7.根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述當直流電壓同步控制輸出的頻率小于預定電網(wǎng)頻率時，增加所述光伏逆變器的輸出功率，包括：

8.一種構網(wǎng)型兩級式光伏逆變器的控制裝置，其特征在于，包括：

9.一種存儲介質，存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求1至7中任一項所述方法的步驟。

10.一種電子設備，所述電子設備至少包括存儲器、處理器，所述存儲器上存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器在執(zhí)行所述存儲器上的計算機程序時實現(xiàn)權利要求1至7中任一項所述方法的步驟。

技術總結
本公開提供一種構網(wǎng)型兩級式光伏逆變器的控制方法及相關裝置，所述控制方法包括：基于光伏陣列的輸出電壓參考值確定所述光伏陣列運行在最大運行功率點時的電壓值和功率值；當所述光伏陣列運行在所述最大運行功率點后，將所述光伏陣列從輸出電壓控制切換為輸出功率控制；當直流電壓同步控制輸出的頻率小于預定電網(wǎng)頻率時，增加所述光伏逆變器的輸出功率。本公開實施例能夠解決光伏逆變器跟網(wǎng)型控制算法在弱電網(wǎng)下不穩(wěn)定的問題，通過減載運行的方式實現(xiàn)光伏逆變器對電網(wǎng)頻率的支撐功能，在電網(wǎng)頻率降低時變流器能夠增大有功功率輸出，從而實現(xiàn)對電網(wǎng)頻率進行有效支撐。

技術研發(fā)人員：莫新,吳莉琳,湯文濤,李景明,陳華勝,林浩,李知奎,何明捷,馮志毅,林秋景,韓立國,李可茂,黃禹,何海鵬,吳良弼,李知城
受保護的技術使用者：廣東電網(wǎng)有限責任公司湛江供電局
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/11/14