Page 84 - 电力与能源2021年第八期

4 5 0 范丽君, 等: 光伏电站低电压穿越及直流侧保护控制策略

流由 20A 下降至 17A 左右, 无功电流由 0A 上
3 仿真验证
升至 12A , 说明该控制策略减少了光伏的有功功
为验 证 所 提 控 制 策 略 的 有 效 性, 基 于 Mat- 率注入, 同时按照电压跌落的水平, 向电网注入一
lab / Simulink 搭建了如图 2 所示的单级式三相光 定的无功电流对其进行支撑。
伏并网仿真模型, 并采用所提控制策略进行控制。 按照图 6 无功电流与电压的支撑关系, 当电
仿真中系统接入的是 10kV 配电网络, 光伏发电 压下降 60% 时, 逆变器应提供约为额定电流 60%

直流母线电压为 700V , 交流侧出口电压为 380 的无 功 电 流, 而 为 了 输 出 电 流 不 超 过 额 定 值 的
V , 设光伏此时发出的最大有功功率为 10kW , 无 1.1 倍, 需降低有功功率注入。观察图 7 ( e ) 可知,
功功率为 0 , 在t=0.5s时发生电压跌落, 跌落幅 逆变器按照比例注入了相应的无功功率, 而系统
度为 60% , 仿真结果如图 7 所示。 有功功率的降低维持了低电压期间的功率平衡。
由图 7 ( a ) 和 7 ( b ) 可以看出, 网侧电压发生跌 并且, 图 7 ( f ) 展示了光伏直流侧的母线电压, 仿
落, 电压( 标幺值) 由 1 跌落至 0.4 , 并在t=1s时 真中电压控制上选取系数, 此时母线电压将不会
恢复正常。低电压检测单元通过监测电压均方根 大于其上限( 800V ), 仿真结果也证明了这一点。
数值, 当该值在短时间内发生突变时, 即启动或退 综上所述, 低电压期间逆变器不会触发过压
出 LVRT 运行模式。由 此可知, 在t=0.5s 时 保护或者过流保护, 并且输出的无功功率符合并
刻, 逆变器控制由正常状态时的双环控制立即转 网规则的要求, 因此所提控制策略实现了光伏并
换为 LVRT 控制模式。 网系统的低电压穿越。
通过图 7 ( c ) 和 7 ( d ) 可以看出, 逆变器的输出
4 结语
电流的峰值在正常时约为 20A 。当故障发生瞬
间, 并没有发生过大的电流冲击, 低电压期间电流 本文研究了单级式三相光伏并网逆变器在电
幅值始终维持在 1.1 倍额定电流以内, 保证了逆 网电压降低情况下的综合控制策略, 通过低电压
变器在低电压期间的可靠运行。同时, 通过逆变 检测单元、 直流电压限制单元、 交流电流控制单元
器输出电流的 d q 轴分量波形可以看到, 有功电 以及无功电流控制单元的设计和相互配合, 实现

图 7 所提控制方法下逆变器低电压穿越运行仿真结果
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