全文摘要
本发明公开了一种用于提高并网光伏发电不对称工况穿越能力的方法，包括基于超导限流器定阻方法确定所述超导限流器的最优阻值，在并网光伏发电系统中设置最优阻值的超导限流器，以限定暂降期间并网光伏发电系统在线电流限制方法的有功功率下调水平，基于限定后的并网光伏发电系统的在线电流限制方法改善并网光伏发电系统的网侧电压状况，实现对并网光伏发电系统暂态电流的限制。在现有并网光伏发电系统采用的在线电流限制方法设置配合在线电流限制策略的超导限流器定阻方法，确保了超导限流器阻值的最优选择，节省了计算量，并通过合理安装所述超导限流器，最大化协调运行方法的经济性，从而提高并网光伏发电平缓的不对称工况穿越能力。
主设计要求
1.一种用于提高并网光伏发电不对称工况穿越能力的方法，包括：基于超导限流器定阻方法确定所述超导限流器的最优阻值，在并网光伏发电系统网侧变流器测量点与公共连接点之间设置最优阻值的超导限流器，以通过所述超导限流器的定阻安装限定暂降期间并网光伏发电系统在线电流限制方法的有功功率下调水平，基于限定了有功功率下调水平的并网光伏发电系统的在线电流限制方法改善并网光伏发电系统的网侧电压状况，实现对并网光伏发电系统暂态电流的限制，从而实现并网光伏发电平缓的不对称工况穿越。
设计方案
1.一种用于提高并网光伏发电不对称工况穿越能力的方法，包括：
基于超导限流器定阻方法确定所述超导限流器的最优阻值，在并网光伏发电系统网侧变流器测量点与公共连接点之间设置最优阻值的超导限流器，以通过所述超导限流器的定阻安装限定暂降期间并网光伏发电系统在线电流限制方法的有功功率下调水平，基于限定了有功功率下调水平的并网光伏发电系统的在线电流限制方法改善并网光伏发电系统的网侧电压状况，实现对并网光伏发电系统暂态电流的限制，从而实现并网光伏发电平缓的不对称工况穿越。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于超导限流器定阻方法确定所述超导限流器的最优阻值具体包括：
设置定阻初始条件；构建暂降情景并确定正负序相角差范围；计算并网光伏发电系统未安装超导限流器时的原始容许最大有功功率；基于所述正负序相角差范围与所述原始容许最大有功功率构建超导限流器阻值集；从所述超导限流器阻值集中选取最大阻值作为最优阻值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述定阻初始条件为并网光伏发电系统的最大设防暂降深度与并网光伏发电系统的稳态容许最大有功输出目标。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述正负序相角差范围与所述原始容许最大有功功率构建超导限流器阻值集具体包括：
将并网光伏发电系统的原始容许最大有功功率与设定的稳态容许最大有功输出目标作比较，当所述原始容许最大有功功率小于所述稳态容许最大有功输出目标时，引入对称分量法公式，联立求解得到所述超导限流器阻值集。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述正负序相角差范围为0-360度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超导限流器用于实现并网光伏发电系统网侧变流器测量点与公共连接点之间的电气隔离，并以此提高并网光伏发电系统测量点的电压水平、改善测量点的电压水平。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在线电流限制方法具体包括：
利用限制公式实时计算并网光伏发电系统暂降期间正序有功电流限制值id<\/sub>+*<\/sup>mod<\/sub>；并基于所述正序有功电流限制值id<\/sub>+*<\/sup>mod<\/sub>对并网光伏发电系统容许最大有功功率Pmax<\/sub>进行调制。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述正序有功电流限制值计算式为：
设计说明书
技术领域
本发明涉及并网光伏发电系统设备技术领域，特别涉及一种用于提高并网光伏发电系统不对称工况穿越能力的方法。
背景技术
光伏发电是一种重要的可再生能源技术，根据安装地点常被区分为分布式并网光伏发电系统与集中式并网光伏发电系统。其中，集中式光伏光伏发电系统常常分布于太阳能富集的中西部偏远地区，并通过长距离输电线路馈入电网。双极式并网光伏系统一般有光伏阵列、逆变器以及计量系统组成。一般地，集中式并网光伏发电系统利用宽阔场地布置成片光伏阵列，通过发电场内线路集中升压，最终接入输电网络经过线路传输送入负荷中心。作为一种电力系统限流器，超导限流器能够在与并网光伏系统串联连接时于故障瞬间快速限制短路电流，并在故障稳态提供稳定的电压支撑作用，尤其能在严重电压暂降事件中辅助现有不对称控制策略实现平缓的不对称工况穿越，弥补现有方法深电压暂降穿越能力弱的不足。
但是在不对称暂降发生后，一方面，由于正序电压跌落使得网侧变流器输出功率能力受限，直流母线电容两侧原有功率平衡被打破，机侧升压斩波电路需要顺势下调机侧有功功率发射水平，实现母线电容电压的稳定。另一方面，以纹波电压消除为目标，网侧变流器并网电流中含有负序分量，三相电流不平衡度提升使得超导限流器的安装情况复杂化。因此，需要确立一种用于协调软硬件限流方法的电阻安装定容方法，则必先确立一套面向多暂降情景的超导限流器组织选择方法，在最优化不对称工况穿越能力的同时完成定阻方法经济效益的最大化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种用于提高并网光伏发电系统不对称工况穿越能力的方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种用于提高并网光伏发电不对称工况穿越能力的方法，包括：
基于超导限流器定阻方法确定所述超导限流器的最优阻值，在并网光伏发电系统网侧变流器测量点与公共连接点之间设置最优阻值的超导限流器，以通过所述超导限流器的定阻安装限定暂降期间并网光伏发电系统在线电流限制方法的有功功率下调水平，基于限定了有功功率下调水平的并网光伏发电系统的在线电流限制方法改善并网光伏发电系统的网侧电压状况，实现对并网光伏发电系统暂态电流的限制，从而实现并网光伏发电平缓的不对称工况穿越。
优选的，一种用于提高并网光伏发电不对称工况穿越能力的方法中，所述基于超导限流器定阻方法确定所述超导限流器的最优阻值具体包括：
设置定阻初始条件；构建暂降情景并确定正负序相角差范围；计算并网光伏发电系统未安装超导限流器时的原始容许最大有功功率；基于所述正负序相角差范围与所述原始容许最大有功功率构建超导限流器阻值集；从所述超导限流器阻值集中选取最大阻值作为最优阻值。
优选的，一种用于提高并网光伏发电不对称工况穿越能力的方法中，所述定阻初始条件为并网光伏发电系统的最大设防暂降深度与并网光伏发电系统的稳态容许最大有功输出目标。
优选的，一种用于提高并网光伏发电不对称工况穿越能力的方法中，所述基于所述正负序相角差范围与所述原始容许最大有功功率构建超导限流器阻值集具体包括：
将并网光伏发电系统的原始容许最大有功功率与设定的稳态容许最大有功输出目标作比较，当所述原始容许最大有功功率小于所述稳态容许最大有功输出目标时，引入对称分量法公式，联立求解得到所述超导限流器阻值集。
优选的，一种用于提高并网光伏发电不对称工况穿越能力的方法中，所述正负序相角差范围为0-360度。
优选的，一种用于提高并网光伏发电不对称工况穿越能力的方法中，所述超导限流器用于实现并网光伏发电系统网侧变流器测量点与公共连接点之间的电气隔离，并以此提高并网光伏发电系统测量点的电压水平、改善测量点的电压水平。
优选的，一种用于提高并网光伏发电不对称工况穿越能力的方法中，所述在线电流限制方法具体包括：
利用限制公式实时计算并网光伏发电系统暂降期间正序有功电流限制值id<\/sub>+*<\/sup>mod；并基于所述正序有功电流限制值id<\/sub>+*<\/sup>mod对并网光伏发电系统容许最大有功功率Pmax<\/sub>进行调制。
优选的，一种用于提高并网光伏发电不对称工况穿越能力的方法中，所述正序有功电流限制值计算式为：
其中，iq<\/sub>+<\/sup>为暂降期间并网光伏发电系统的无功注入需求，U+<\/sup>为正序电压，U–<\/sup>为负序电压，δ为正负序相角差，Ilim<\/sub>为并网光伏发电系统设定的电流限制值。
优选的，一种用于提高并网光伏发电不对称工况穿越能力的方法中，所述容许最大有功功率Pmax<\/sub>计算式为：
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明在并网光伏发电系统现有功率限制策略(在线电流限制方法)的基础上，结合超导限流器不对称运行特点，设计一套多场景通用的超导限流器定阻方法，确定超导限流器的最优阻值，并根据所述最优阻值完成超导限流器的安装，进一步优化并网光伏发电系统的功率限制策略，通过方法配合系统硬件的有序协调，提升并网光伏系统不对称工况穿越能力，并在利用超导限流器技术优势的同时，最大化所提方法的经济性，提升方法实用性。
附图说明
图1为本发明示例性实施例的超导限流器硬件安装的结构示意图；
图2为本发明示例性实施例的网侧变流器在线电流限制方法示意图；
图3为本发明示例性实施例的光伏侧升压斩波电路的发送功率的限制方法；
图4为本发明示例性实施例的配合在线电流限制策略的超导限流器定阻方法的流程图；
图5为本发明示例性实施例的限流器运行状态与最小阻值按相角差的分布图。
附图标记：11-直流侧电容、12-网侧变流器、13-网侧变流器端口滤波器、14-超导限流器、21-网侧变流器测量点、22-网侧变流器公共连接点。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
图1示出了本发明示例性实施例的超导限流器硬件安装的结构示意图。本发明实施例提供了一种利用超导限流器的硬件安装方法，如图1所示，所述超导限流器串联在网侧逆变器端口，置于网侧变流器测量点21与公共连接点22之间，用于两点间的电气隔离，最终地、改善网侧测量点的电压水平。所述硬件安装方法使得网侧变流器12A相、网侧变流器端口滤波器13的A相与所安装超导限流器14的A相串联连接，网侧变流器12的B相、网侧变流器端口滤波器13的B相与所安装超导限流器14的B相串联连接，网侧变流器12的C相、网侧变流器端口滤波器13的C相与所安装超导限流器14的C相串联连接。并网光伏系统发送功率通过直流侧电容11的储存中转，根据网侧变流器测量点21采集的测量信号，顺利地通过网侧变流器12的调制，经过网侧变流器端口滤波器13与超导限流器14，传送到公共连接点22。安装的超导限流器不仅可以在故障稳态完成测量点电压状况的改善，也能够利用超导限流器的高暂态电阻完成暂态电流的有效限制。
所述集中式并网光伏发电系统采用的在线电流限制方法主要包括：网侧变流器在线电流限制方法、光伏测升压斩波电路发送功率的限制方法；即所述在线电流限制方法包括：利用限制公式实时计算并网光伏发电系统暂降期间正序有功电流限制值id<\/sub>+*<\/sup>mod；并基于所述正序有功电流限制值id<\/sub>+*<\/sup>mod对并网光伏发电系统容许最大有功功率Pmax<\/sub>进行调制。
请参阅图2，本发明实时例提供了一种故障期间网侧变流器在线电流限制方法，包括：正序参考电流调制单元、在线电流限制单元、双电流环控制单元、PWM调制单元。
所述正序参考电流调制单元包括正序有功参考电流调制与正序无功参考电流调制单元，其中正序有功参考电流调制单元由直流母线侧采样电压Udc<\/sub>与直流母线参考电压Udc<\/sub>*<\/sup>作差，输入PI控制器，以得到正序有功电流参考值id<\/sub>+*<\/sup>；该控制器同时承担调节直流母线电压的作用，在并网光伏系统不脱网运行的情形下，直流母线电压维持在直流母线电压参考值Udc<\/sub>*<\/sup>附近稳定运行。正序无功参考电流调制单元根据并网导则中无功电流需求曲线进行整定。
所述在线电流限制单元通过实时采集网侧变流器采样点正序电压幅值U+<\/sup>、负序电压幅值U-以及正负序相角差δ等暂降特征参数，实时计算网侧变流器电流裕度。通过针对有功\/无功电流设置一定的优先级，有序解决网侧逆变器有功\/无功功率传输能力受限的问题，对正序有功\/无功电流进行修改。为保证无功电流满足电网导则需求，在故障期间针对正序有功电流进行限制，实时计算正序有功电流限制值 申请码:申请号:CN201811641890.9 申请日:2018-12-29 公开号:CN109599901A 公开日:2019-04-09 国家:CN 国家/省市:90(成都) 授权编号:CN109599901B 授权时间:20190802 主分类号:H02J 3/38 专利分类号:H02J3/38 范畴分类:37B; 申请人:四川大学 第一申请人:四川大学 申请人地址:610065 四川省成都市一环路南一段24号 发明人:郑子萱;肖先勇;汪颖;高瑞林;李长松 第一发明人:郑子萱 当前权利人:四川大学 代理人:李正 代理机构:51221 代理机构编号:四川力久律师事务所 优先权:关键词:当前状态:审核中 类型名称:外观设计 标签：有功功率论文; 光伏发电系统论文; 计算电流论文; 调制信号论文; 新能源论文; 限流器论文; 变流器论文; 电流论文; 设计图
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