基于柔性工作點追蹤的光伏低電壓穿越控制策略

王琦， 徐俊杰， 李星碩， 李利秋， 成碩

(南京師范大學電氣與自動化工程學院，江蘇 南京 210023)

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當電網發生低電壓故障時，光伏并網系統的并網逆變器輸出能力下降，無法將光伏輸出功率完全輸送到網側，由此產生的不平衡功率將對直流母線電容充電，嚴重時將損壞設備[1—2]。因此，研究和應用低電壓穿越(low voltage ride through,LVRT)技術對光伏并網系統的穩定運行具有重要意義[3—5]。

目前國內外學者針對光伏LVRT技術已開展大量研究。文獻[6—8]借鑒風電機組的LVRT控制策略[9]，在光伏并網系統的直流側接入卸荷電路，消耗故障期間的不平衡功率，從而實現故障穿越。雖然該方案能有效穩定直流母線電壓，但需要額外安裝硬件電路以消耗不平衡功率，因此存在功率損失和結構復雜的問題。為最大程度利用電網故障期間的不平衡功率、避免光伏功率損失，文獻[10—11]在并網系統接入儲能設備以實現電網故障期間系統的功率平衡，穩定直流母線電壓。儲能設備雖然能儲存電網故障期間的不平衡功率，但是其高昂的成本是該方案面臨的主要問題。

除接入額外硬件設備實現并網系統LVRT外，針對光伏工作點控制的低成本LVRT控制策略也受到廣泛關注。文獻[12]通過改進擾動觀察法實現直流母線的功率平衡，但其調節時間較長，可能導致母線電壓上升。文獻[13]為實現更迅速的工作點調整，故障期間根據電壓跌落程度線性調節光伏輸出電流，以避免逆變器輸出過電流。但該方案忽視了光伏工作電流與光伏輸出功率間的非線性關系，因此故障穿越過程中仍存在部分不平衡功率，導致故障前后母線電壓波動。……