CN111953008A - 光伏汇集***的故障穿越方法、装置及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏汇集***的故障穿越方法、装置及计算机存储介质，当检测到直流单极接地故障时，闭锁直流升压变流器，控制MPPT零功率运行；当检测到直流单极接地故障清除时，解锁直流升压变流器，MPPT工作于输出端直流电压控制模式，对直流升压变流器进行充电；直流升压变流器充电至额定后，MPPT恢复功率传输。在发生单极接地故障后，为了避免整个***停机，直接闭锁直流升压变流器，MPPT零功率运行，均衡正负极功率效率，保证了***的稳定运行，实现了故障穿越；避免了整个***闭锁停机，降低了功率中断时间，提升了***可利用率。
Description
技术领域
本发明涉及新能源并网发电技术领域，特别是光伏汇集***的故障穿越方法、装置及计算机存储介质。
背景技术
目前光伏电站采用交流汇集送出，大量逆变器与长距离电缆相互耦合，电压越限和宽频域振荡问题制约光伏电站送出能力，交流线路损耗大影响***整体效率。随着电力电子和直流输电技术的发展和成熟，光伏电站采用直流升压汇集送出成为可能。直流汇集***稳定性更高、无需无功补偿，且同样电压等级下输送能力更强、损耗更小。光伏电站直流升压汇集技术，有望成为解决目前光伏电站稳定问题和整体效率低下的有效途径。
直流升压汇集***运行过程中，直流汇集母线可能会发生暂时性单极接地故障，如果故障后立即对整个***实施闭锁停机，则故障清除后的重启过程将会消耗较长的时间，导致功率中断时间长，降低***可利用率。
发明内容
本发明的目的是提供光伏汇集***的故障穿越方法、装置及计算机存储介质，用以解决单极接地故障过程中功率中断时间长的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种光伏汇集***的故障穿越方法，包括以下步骤：
1)当检测到直流单极接地故障时，闭锁直流升压变流器，控制MPPT零功率运行；
2)当检测到直流单极接地故障清除时，解锁直流升压变流器，MPPT工作于输出端直流电压控制模式，对直流升压变流器进行充电；
3)直流升压变流器充电至额定后，MPPT恢复功率传输。
有益效果是，在发生单极接地故障后，为了避免整个***停机，直接闭锁直流升压变流器，MPPT零功率运行，均衡正负极功率效率，保证了***的稳定运行，实现了故障穿越；避免了整个***闭锁停机，降低了功率中断时间，提升了***可利用率。
进一步地，为了简单实现MPPT的零功率运行，控制MPPT零功率运行的方式为：MPPT工作于输出端直流电压控制模式，其中输出端直流电压控制模式的直流电压控制指令值为设定电压值。
进一步地，为了缩短直流升压变流器的充电时间，提高***效率，所述设定电压值为额定工作电压值。
本发明提供一种光伏汇集***的故障穿越装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
1)当检测到直流单极接地故障时，闭锁直流升压变流器，控制MPPT零功率运行；
2)当检测到直流单极接地故障清除时，解锁直流升压变流器，MPPT工作于输出端直流电压控制模式，对直流升压变流器进行充电；
3)直流升压变流器充电至额定后，MPPT恢复功率传输。
有益效果是，在发生单极接地故障后，为了避免整个***停机，直接闭锁直流升压变流器，MPPT零功率运行，均衡正负极功率效率，保证了***的稳定运行，实现了故障穿越；避免了整个***闭锁停机，降低了功率中断时间，提升了***可利用率。
进一步地，为了简单实现MPPT的零功率运行，该装置的控制MPPT零功率运行的方式为：MPPT工作于输出端直流电压控制模式，其中输出端直流电压控制模式的直流电压控制指令值为设定电压值。
进一步地，为了缩短直流升压变流器的充电时间，提高***效率，该装置的所述设定电压值为额定工作电压值。
本发明提供一种光伏汇集***的故障穿越装置，包括：
用于当检测到直流单极接地故障时，闭锁直流升压变流器，控制MPPT零功率运行的模块；
用于当检测到直流单极接地故障清除时，解锁直流升压变流器，MPPT工作于输出端直流电压控制模式，对直流升压变流器进行充电的模块；以及
用于在直流升压变流器充电至额定后，MPPT恢复功率传输的模块。
有益效果是，在发生单极接地故障后，为了避免整个***停机，直接闭锁直流升压变流器，MPPT零功率运行，均衡正负极功率效率，保证了***的稳定运行，实现了故障穿越；避免了整个***闭锁停机，降低了功率中断时间，提升了***可利用率。
本发明提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有光伏汇集***的故障穿越方法的程序，所述光伏汇集***的故障穿越方法的程序被至少一个处理器执行时实现上述光伏汇集***的故障穿越方法及其改进中的步骤。
有益效果是，在发生单极接地故障后，为了避免整个***停机，直接闭锁直流升压变流器，MPPT零功率运行，均衡正负极功率效率，保证了***的稳定运行，实现了故障穿越；避免了整个***闭锁停机，降低了功率中断时间，提升了***可利用率。
附图说明
图1是本发明的一种光伏直流升压汇集***直流单极接地故障示意图；
图2是本发明的一种光伏直流升压汇集***的故障穿越方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明，且以下具体实施例中光伏汇集***均为光伏直流升压汇集***。
方法实施例：
本发明提供一种光伏直流升压汇集***的故障穿越方法，如图1所示，为光伏直流升压汇集***直流单极接地故障示意图，光伏发电经过最大功率跟踪控制器(MaximumPower Point Tracking,MPPT)和直流升压变流器(DC/DC)汇集于直流母线，直流单极接地故障即是直流母线上的任一极接地故障。
如图2所示，故障穿越方法的步骤如下：
1)检测到直流单极接地故障发生后，闭锁直流升压变流器。
检测到单极接地故障后，直流升压变流器可能还未闭锁，此时故障回路可等效为负载吸收有功功率，同时由于直流升压变流器高压侧非故障极空载，正负极功率消耗分配不均衡，同时能保证***持续稳定运行的MPPT输出端直流电压控制指令值的计算比较复杂，难以对直流升压变流器实施稳定可靠的控制，因此无论故障是否会导致直流升压变流器闭锁，在检测到故障后，均对直流升压变流器实施闭锁指令。
2)使MPPT处于零功率运行。
***发生直流汇集母线单极接地故障，且故障导致直流升压变流器闭锁，则MPPT输出端直流电压失去控制，且功率无法送出，为了保证功率平衡，且***能够持续稳定运行，需要将光伏发电功率降为零，因此切换MPPT的控制模式为输出端直流电压控制模式，此时由于直流升压变流器闭锁，MPPT等效于空载，自动调整至零功率运行点，保持稳定运行。在直流电压控制模式下，需要给定直流电压控制指令值，直流电压控制指令值可以在MPPT正常工作的取值范围内任意设定。由于在故障恢复阶段，对直流升压变流器充电时需要MPPT工作在直流电压控制模式，并且要求充电到额定工作电压，因此可以在本步骤中，直接将直流电压控制指令值定为额定工作电压值，从而进一步减少控制动作，缩短时间。
另外，使MPPT处于零功率运行的方法不局限于将MPPT工作于输出端直流电压控制模式，也可以是MPPT处于原有的控制模式，只要MPPT处在功率为零的状态即可。
3)检测到直流单极接地故障清除后，解锁直流升压变流器进行充电。
检测到直流汇集母线极间短路故障被清除后，需要对***重新进行充电，以便于恢复功率传输。若此时MPPT处于输出端直流电压控制模式，直接解锁直流升压变流器，对直流升压变流器实施充电，直至充电至额定，充电完成。
4)直流升压变流器充电至额定后，切换MPPT的控制模式为最大功率跟踪控制模式，恢复功率传输。
充电完成后，光伏发电***发电功率还无法送出，此时需要将MPPT的控制模式切换至最大功率跟踪控制模式，光伏发电***开始进行发电，***恢复功率传输；至此可以实现光伏直流升压汇集***直流极间短路故障穿越。
图1中的直流升压变流器虽然只用一个DC/DC表示，但实际其内部可以为多个DC/DC单元构成；各DC/DC单元的低压侧并联，高压侧串联输出。
装置1实施例：
本发明提供一种光伏直流升压汇集***的故障穿越装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现方法实施例中的光伏直流升压汇集***的故障穿越方法，具体不再赘述。
本发明针对光伏直流升压汇集***，提出了直流极间短路故障穿越策略，能够实现故障穿越；不用对整个***实施闭锁停机，缩短了功率中断时间，提高了***可利用率。
装置2实施例：
本发明提供一种光伏直流升压汇集***的故障穿越装置，包括：
用于当检测到直流单极接地故障时，闭锁直流升压变流器，控制MPPT零功率运行的模块；
用于当检测到直流单极接地故障清除时，解锁直流升压变流器，MPPT工作于输出端直流电压控制模式，对直流升压变流器进行充电的模块；以及
用于在直流升压变流器充电至额定后，MPPT恢复功率传输的模块。
各模块在运行过程中，所采用的具体手段在方法实施例中已经详细说明，在此不再赘述。
计算机存储介质实施例：
本发明提供一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有光伏直流升压汇集***的故障穿越方法的程序，光伏直流升压汇集***的故障穿越方法的程序被至少一个处理器执行时实现方法实施例中光伏直流升压汇集***的故障穿越方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
Claims (8)
1.一种光伏汇集***的故障穿越方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)当检测到直流单极接地故障时，闭锁直流升压变流器，控制MPPT零功率运行；
2)当检测到直流单极接地故障清除时，解锁直流升压变流器，MPPT工作于输出端直流电压控制模式，对直流升压变流器进行充电；
3)直流升压变流器充电至额定后，MPPT恢复功率传输。
2.根据权利要求1所述的光伏汇集***的故障穿越方法，其特征在于，控制MPPT零功率运行的方式为：MPPT工作于输出端直流电压控制模式，其中输出端直流电压控制模式的直流电压控制指令值为设定电压值。
3.根据权利要求2所述的光伏汇集***的故障穿越方法，其特征在于，所述设定电压值为额定工作电压值。
4.一种光伏汇集***的故障穿越装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
1)当检测到直流单极接地故障时，闭锁直流升压变流器，控制MPPT零功率运行；
2)当检测到直流单极接地故障清除时，解锁直流升压变流器，MPPT工作于输出端直流电压控制模式，对直流升压变流器进行充电；
3)直流升压变流器充电至额定后，MPPT恢复功率传输。
5.根据权利要求4所述的光伏汇集***的故障穿越装置，其特征在于，控制MPPT零功率运行的方式为：MPPT工作于输出端直流电压控制模式，其中输出端直流电压控制模式的直流电压控制指令值为设定电压值。
6.根据权利要求5所述的光伏汇集***的故障穿越装置，其特征在于，所述设定电压值为额定工作电压值。
7.一种光伏汇集***的故障穿越装置，其特征在于，包括：
用于当检测到直流单极接地故障时，闭锁直流升压变流器，控制MPPT零功率运行的模块；
用于当检测到直流单极接地故障清除时，解锁直流升压变流器，MPPT工作于输出端直流电压控制模式，对直流升压变流器进行充电的模块；以及
用于在直流升压变流器充电至额定后，MPPT恢复功率传输的模块。
8.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有光伏汇集***的故障穿越方法的程序，所述光伏汇集***的故障穿越方法的程序被至少一个处理器执行时实现权利要求1至3任一项所述光伏汇集***的故障穿越方法的步骤。
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