Page 83 - 电力与能源2021年第八期

范丽君, 等: 光伏电站低电压穿越及直流侧保护控制策略 4 9
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流发生时极易引发逆变器脱网或开关器件烧毁。
为此, 首先应采取一定的限流措施, 将其限制在最
大允许电流( 通常为 1.1 倍的额定电流) 以内。同
时, 逆变器应发出一定的无功功率以帮助电网电
压恢复。光伏电站在电网电压骤降下指定的无功
电流注入量如图 6 所示。

图 4 所提 LVRT 控制策略工作流程
根计算法, 通过式( 1 ) 计算网侧电压 d q 轴分量的
均方根值, 该方法既可保证监测的快速性, 并且不
需要额外的硬件设备。
2
2
V g r = V g d +V gq ( 1 )
———网 侧
式中 V g r ———网侧电压均 方 根 值; V g d 图 6 无功电流与电压支撑的关系
———网侧电压 q 轴分量。 当电网电压幅值( 标幺值) 在 0.9~1.1 之间
电压d 轴分量; V g d
2.2 直流侧过压限制方案 时, 系统正常运行, 逆变器只注入有功电流, 而当
受电压跌落的影响, 逆变器输出的有功功率 电网电压幅值( 标幺值) 降至 0.9 以下时, 逆变器
一般将小于光伏电池的输出功率, 多余的能量储 切换至 LVRT 控制模式, 此时注入无功电流应满
存在母线电容中, 导致母线电压不断增大, 最终触 足如下关系:
发过电压保护脱网造成低电压穿越失败。因此,
ì ï 0 0.9 ≤V <1.1
在低电压穿越期间需采用降 MPPT 运行的方式, ï ï
í
从而将光伏电池的输出功率 P p v 不大于逆变器的 I q = k V g I N 0.5≤V <0.9 ( 2 )
ï VN
。 ï
输出的有功功率 P o î I N V <0.5
在单级式光伏系统中, 直流母线电压升高会 在低电压期间, 逆变器输出电流应满足如下
导致最大工作点向开路电压侧移动, 使得光伏输 不等式关系:
出功率减小 [ 12 ] , 如图 5 所示。利用这一特性, 令
2 2 ( 3 )
I d +I q ≤1.1I N
光伏 电 池 的 电 压 指 令 V p v 与 母 线 电 压 的 参 考 值
*
)
/
( / )/( ΔV g VN ≥2 ( 4 )
k= Δ I q I N
V dc 成比 例, 即 V p v=αV dc 其 中 α 值 的 选 取 满 足
,
*
*
*
———电网电压瞬时值; VN ———电网电压
式中 V g
Vm pp<αV dc<VOC 由此可在故障时限制直流母线
,
*
额定值; I N ———逆 变 器 输 出 电 流 的 额 定 值; I d ,
电压幅值, 并保持逆变器直流侧与交流侧的功率
———逆变器输出的有功、 无功电流分量。
平衡。 I g
因此, 当检测到电压骤降时, 根据式( 2 ) 设置
*
* , 而有功电流指令值I d 可
无功功率的参考值I q
以根据电感电流限幅值和当前无功电流的指令值
计算出来, 如式( 5 ) 所示。
( )
*
2
*
I d = ( 1.1I N ) - I q 2 ( 5 )
由此可知, 低电压期间逆变器允许流过的最
大有功、 无功功率参考值可表示:
图 5 光伏电池 P-V 特性曲线
2.3 逆变器输出电流控制策略 { P in j =1.5 V g d I d * ( 6 )
由于电力电子逆变器过流能力较弱, 当过电 Q in j =1.5 V g d I q *