基于光伏动态电流参考值的两级式光伏并网系统低电压穿越控制策略

摘要

随着光伏接入容量的不断提升，电网电压跌落时光伏脱网会影响系统稳定运行，因此光伏系统应具备低电压穿越（LVRT）能力。然而，目前常用的两级式光伏并网系统LVRT控制策略存在光伏动态响应慢及控制效果受限于光伏P–U特性曲线的数学模型精度等问题，且未考虑局部阴影条件下的适用性。基于此，提出一种基于光伏动态电流参考值的LVRT控制策略。首先，在建立两级式光伏并网系统及光伏电池P–U特性数学模型的基础上，分别对目前常用的基于定直流母线电压和基于光伏P–U特性曲线的LVRT控制的原理及不足进行了分析。其次，针对前级boost电路的控制构造了具有自适应收敛特性的光伏输出电流动态参考值以对光伏工作点进行直接调整。该策略无需对光伏P–U特性曲线数学模型进行求解，避免求解误差的同时加快了光伏动态响应速度。此外，在最大功率跟踪（MPPT）算法中引入故障解耦模块，在电网低电压故障期间对MPPT输出电压参考值进行锁定，避免MPPT无效运算带来的电压参考值偏移，使系统在故障结束时能以最快速度恢复至最大功率点。最后，通过仿真将所提策略与目前常用的基于定直流母线电压和基于光伏P–U特性曲线的LVRT控制策略在多种环境条件下进行对比。仿真结果表明：与定直流母线电压控制策略相比，所提策略下光伏动态响应快；与现有基于光伏P–U特性曲线的控制策略相比，所提策略不受P–U特性误差的影响，在辐照度变化尤其局部阴影条件下均能很好地实现低电压穿越。

关键词

两级式光伏并网系统 / 低电压穿越 / 局部阴影 / 动态电流参考值