本發(fā)明涉及逆變器控制，尤其涉及一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)今電力生產(chǎn)中，光伏發(fā)電占有非常重要的地位，經(jīng)過多年的探索和研究，建設(shè)的數(shù)量不斷增加，規(guī)模不斷擴(kuò)大，以其可再生、轉(zhuǎn)換效率高、環(huán)保等優(yōu)點倍受重點關(guān)注和扶持。

2、在實際發(fā)電過程中，由于可再生能源發(fā)電的間接性和波動性，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的輸出電壓和頻率發(fā)生大幅度變化，電壓的大幅度跌落會造成電流的快速過流，長時間的過流導(dǎo)致元器件出現(xiàn)擊穿而炸毀的現(xiàn)象，最終影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，由于所處環(huán)境導(dǎo)致的系統(tǒng)頻率變化，可能會出現(xiàn)可調(diào)容量不能同時滿足有功功率和無功功率調(diào)節(jié)需求的情況。

3、在電力系統(tǒng)中，逆變器是一種關(guān)鍵的電能轉(zhuǎn)換裝置，用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，當(dāng)在并網(wǎng)的過程中出現(xiàn)電壓大幅降低時，逆變器可以保證提供一定的無功維持電網(wǎng)的正常運行。

4、隨著光伏發(fā)電的占比越來越大，維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定的逆變器控制系統(tǒng)變得更加重要，在低電壓穿越和頻率擾動的情況下，如何控制逆變器使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠是丞需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于上述目的，本發(fā)明提供了一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)。

2、一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)，包括檢測模塊、處理模塊、自適應(yīng)模塊以及控制模塊，其中；

3、所述檢測模塊在電力系統(tǒng)中的可再生能源機(jī)組的并網(wǎng)點按照周期t采集電力數(shù)據(jù)，并將電力數(shù)據(jù)傳遞給處理模塊；

4、所述處理模塊對檢測模塊采集的電力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將結(jié)果傳遞給自適應(yīng)模塊；

5、所述自適應(yīng)模塊發(fā)出控制切換命令；

6、所述控制模塊根據(jù)自適應(yīng)模塊的判斷結(jié)果調(diào)整逆變器，實現(xiàn)逆變器的控制。

7、進(jìn)一步的，所述電力數(shù)據(jù)包括逆變器并網(wǎng)點電壓、交流母線電流以及電網(wǎng)頻率。

8、進(jìn)一步的，所述處理模塊包括：

9、低電壓判斷：監(jiān)控并網(wǎng)點電壓的運行狀態(tài)，若并網(wǎng)點電壓低于預(yù)設(shè)電壓值，則判斷可再生能源機(jī)組處于低電壓情況；

10、頻率擾動判斷：監(jiān)控并網(wǎng)點頻率的運行狀態(tài)，若并網(wǎng)點頻率在預(yù)設(shè)的死區(qū)之內(nèi)，則判斷可再生能源機(jī)組處于頻率擾動的情況。

11、進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)電壓值為0.9pu。

12、進(jìn)一步的，所述自適應(yīng)模塊包括：

13、低電壓穿越控制：當(dāng)處于低電壓穿越時，將根據(jù)電網(wǎng)等效電感值與鎖相環(huán)帶寬參數(shù)選擇的自適應(yīng)控制率；

14、頻率擾動控制：當(dāng)可再生能源機(jī)組處于頻率擾動情況下，則來實施有功無功電流比例分配，解決擾動問題。

15、進(jìn)一步的，所述低電壓穿越控制包括：

16、三值周期信號疊加：疊加采集周期中的三值周期信號在鎖相環(huán)型逆變器電流環(huán)的第一d軸電流參考信號上，進(jìn)而得到第二d軸電流參考信號，使鎖相環(huán)型逆變器在一個周期t內(nèi)在三個穩(wěn)態(tài)運行點上切換工作；

17、電壓電流變換：對并網(wǎng)點處的電壓、電流進(jìn)行變換，得到dq坐標(biāo)系下的d軸電壓、電流；

18、等效阻抗計算：通過d軸電壓、電流平均值，計算電網(wǎng)等效阻抗的電阻值和電網(wǎng)等效電感值；

19、自適應(yīng)控制率反饋：通過實時將電網(wǎng)等效電感值反饋至自適應(yīng)控制率中，使對鎖相環(huán)型逆變器進(jìn)行自適應(yīng)穩(wěn)定控制。

20、進(jìn)一步的，所述頻率擾動控制包括：

21、頻率擾動檢測：收到處理后的可再生能源機(jī)組并網(wǎng)點的電力數(shù)據(jù)后的信號，判斷逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)處于頻率擾動狀況；

22、無功電流計算：在可再生能源機(jī)組處于頻率擾動下，根據(jù)可再生能源機(jī)組并網(wǎng)點采集的電力數(shù)據(jù)動態(tài)有功電流值計算無功電流值；

23、傳送無功電流值：將計算得到的無功電流值傳送給控制模塊，對逆變器進(jìn)行調(diào)整；

24、電流閾值判斷：判斷通過原始的有功電流調(diào)整值調(diào)整后的并網(wǎng)點電流是否滿足逆變器的電流閾值限制；

25、無功電流調(diào)整：若調(diào)整后的并網(wǎng)點電流不滿足逆變器的電流閾值限制，則在保持原始的有功電流調(diào)整值的情況下，調(diào)整無功電流，使并網(wǎng)點電流滿足逆變器的電流閾值限制，在實際無功電流的基礎(chǔ)上逐步減小無功電流值。

26、進(jìn)一步的，所述無功電流計算包括：

27、有功電流優(yōu)先分配：在頻率擾動下為實現(xiàn)有功電流的優(yōu)先分配，僅應(yīng)用頻率控制環(huán)節(jié)對有功電流進(jìn)行調(diào)整，獲得原始的有功電流值；

28、無功電流調(diào)整計算：根據(jù)原始的有功電流調(diào)整值，計算獲得動態(tài)分配后的無功電流調(diào)整值。

29、進(jìn)一步的，所述電流閾值判斷包括：

30、均方根值計算：計算實際無功電流值與有功電流參考值的均方根值是否在逆變器的電流閾值限制范圍內(nèi)；

31、有功電流參考值計算：有功電流參考值為實際有功電流值與原始的有功電流調(diào)整值之和。

32、進(jìn)一步的，所述均方根值的計算公式為：

33、；

34、其中，為實際有功電流值，為實際無功電流值，為原始的有功電流調(diào)整值。

35、本發(fā)明的有益效果：

36、本發(fā)明，通過在逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)中加入自適應(yīng)模塊，保證了在低電壓穿越于頻率擾動情況下接入電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

37、本發(fā)明，通過建立電網(wǎng)等效電感值與鎖相環(huán)帶寬參數(shù)選擇的自適應(yīng)控制率，將實時的電網(wǎng)等效電感值反饋至自適應(yīng)控制率中，低壓穿越時，電流沖擊更小,電流更加平穩(wěn)，不容易引發(fā)逆變器的過流保護(hù)，保證光伏逆變器持續(xù)運行。

38、本發(fā)明，通過在頻率控制輸出的基礎(chǔ)上進(jìn)行動態(tài)分配控制，根據(jù)動態(tài)分配后的無功電流調(diào)整值以及原始的有功電流調(diào)整值對新能源機(jī)組的逆變器進(jìn)行調(diào)整，并重新采集新能源機(jī)組并網(wǎng)點的電力數(shù)據(jù)，獲得在逆變器可承受電流范圍內(nèi)最優(yōu)的有功無功電流分配方案。

技術(shù)特征：

1.一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測模塊、處理模塊、自適應(yīng)模塊以及控制模塊，其中；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電力數(shù)據(jù)包括逆變器并網(wǎng)點電壓、交流母線電流以及電網(wǎng)頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)電壓值為0.9pu。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應(yīng)模塊包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述低電壓穿越控制包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述頻率擾動控制包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無功電流計算包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電流閾值判斷包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述均方根值的計算公式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及逆變器控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于低電壓穿越與頻率擾動的逆變器自適應(yīng)控制系統(tǒng)，包括檢測模塊、處理模塊、自適應(yīng)模塊以及控制模塊，其中；所述檢測模塊在電力系統(tǒng)中的可再生能源機(jī)組的并網(wǎng)點按照周期T采集電力數(shù)據(jù)，并將電力數(shù)據(jù)傳遞給處理模塊；所述處理模塊對檢測模塊采集的電力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將結(jié)果傳遞給自適應(yīng)模塊；所述自適應(yīng)模塊發(fā)出控制切換命令；所述控制模塊根據(jù)自適應(yīng)模塊的判斷結(jié)果調(diào)整逆變器，實現(xiàn)逆變器的控制。本發(fā)明，在低電壓穿越于頻率擾動情況下接入電網(wǎng)的穩(wěn)定運行；不容易引發(fā)逆變器的過流保護(hù)，保證光伏逆變器持續(xù)運行。

技術(shù)研發(fā)人員：馬建軍,王劍英,熊靖宇,周利,張亮,高鵬,李成,張玉全
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2