可降低母线电压波动的两级式光伏发电系统低电压穿越策略

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1、第33卷第6期可再生能源Vol.33No.62015年6月RenewableEnergyResourcesJun.2015可降低母线电压波动的两级式光伏发电系统低电压穿越策略1，211，21，2杨新华，汪龙伟，吴丽珍，谢兴峰（1.兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃兰州730050；2.甘肃省工业过程先进控制重点实验室，甘肃兰州730050）摘要：为提高两级式光伏发电系统的低电压穿越能力和直流母线电压的稳定性，提出了一种新型的低电压穿越控制策略，该控制策略采用无差拍控制，并结合电流预测算法，提高系统响应速度。在电网

2、电压检测方面，采用了基于正序分量的二阶广义积分器的锁相环技术，实现了精确锁相和电网电压的正负序分离；在直流母线电压控制方面，引入瞬时电流前馈补偿，降低了故障期间直流母线电压的波动；在低电压穿越期间，发出无功功率支撑电网电压的恢复，满足技术要求。最后在Matlab/Simulink中建立了仿真模型，仿真结果表明了文章所提控制策略的可行性。关键词：两级式光伏发电系统；低电压穿越；无差拍控制；电流预测；瞬时电流前馈补偿中图分类号：TM614文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）06-0827-07DOI:10

3、.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.06.0040引言发电系统提出了一种LVRT控制策略，不仅满足近年来，光伏等可再生能源发展突出。光伏发LVRT技术要求，并在故障期间维持直流母线的电具有不稳定性，因此随着光伏发电在区域电网平稳，但该控制策略没有考虑电网不平衡跌落的中容量的不断增加，电网系统的稳定性会受到影情况。基于以上考虑，本文提出了一种新型的控制响。在电网出现电压跌落的情况下，如果大量电站策略，采用无差拍控制，并结合了电流预测算法，集体脱网，将加剧电网振荡，甚至导致电网崩溃的提高系统响应速度

4、；在电网电压检测方面，采用了[1]重大事故。因此，研究光伏并网低电压穿越（Low基于正序分量的二阶广义积分器（DoubleSec-VoltageRide-Through，LVRT）技术十分必要。ond-OrderGeneralizedIntegrator，DSOGI）锁相技目前，针对电网电压跌落，通常引入风电技术术，实现了精确锁相和电网电压的正负序分离；在[2]，[3]中加入卸荷电阻的方法，消耗不平衡功率。这直流母线电压控制方面，引入瞬时电流前馈补偿，类控制方法忽视了光伏电池的P-V特性，并且额降低了故障期间直流母线电

5、压的波动；在低电压外增加了硬件，使得成本增大。另一类采用故障期穿越期间，发出无功功率，满足LVRT技术要求。间断开光伏阵列MPPT的方法，并向电网注入一1光伏电站LVRT要求[4]定量的无功功率，但这些控制策略通常引起直光伏发电LVRT指当电力系统事故或扰动引流母线电压的大幅波动。针对电网电压的不对称起光伏电站并网点电压短时跌落时，在一定的电故障，文献[5]在分析预测电流控制原理的基础压跌落范围和跌落时间内，光伏并网发电设备能上，推导出并网系统的瞬时功率方程，设计了一种够保证不脱网运行，必要时能向电网提供无功功电网故障

6、情况下的LVRT控制策略。文献[6]针对率以支持电网恢复，直到电网恢复正常。[8]两级式光伏发电系统提出了一种减小直流母线电我国发布的《光伏电站接入电网技术规定》压波动的LVRT控制策略，但该策略没有在本质中对电网故障或异常时光伏系统的LVRT要求，上维持直流母线的平稳。文献[7]针对两级式光伏如图1所示。收稿日期：2015-02-26。基金项目：国家自然科学基金（No.51467009）；甘肃省工业过程先进控制重点实验室项目（No.XJK201519）。作者简介：杨新华（1966-），男，教授，硕士生导师，主要从事嵌

7、入式系统应用和开发及无线通信方面的研究。通讯作者：汪龙伟（1989-），男，硕士研究生，研究方向为新能源并网发电技术。E-mail：dejavu1219@163.com·827·可再生能源2015，33（6）图中：iPV为光伏阵列输出电流；Vdc，idc为逆变1.0器直流端输入电压、电流；ea，eb，ec为三相电网电/pu0.8压；ua，ub，uc为逆变器输出电压；ia，ib，ic为逆变器0.6光伏电站不脱网运行输出电流；L为交流端滤波电感；R为逆变器输出0.4光伏电站可以0.2脱网运行阻抗；Ls为Boost升压电路的

8、电感。光伏并网点电压000.15123根据KVL定理，系统在αβ坐标系下的数学时间/s模型为图1光伏并网标准中的LVRT要求dIαβFig.1StandardrequirementsforLVRTofgrid-connectedPVVαβ=Ldt+RIαβ+Eαβ（1）电网不平衡时，系统存在大量的正负序分量，若并网点电压全部在图1