一種發電系統防逆流控制系統及方法與流程

本技術涉及新能源發電領域，尤其是涉及一種發電系統防逆流控制系統及方法。

背景技術：

1、隨著光伏行業的發展，部分地區電網的變壓器容量與光伏項目的裝機量達到飽和，電網公司要求后建的光伏系統發的電能由本地負載消耗，多余的電能不允許通過低壓配電變壓器向上級電網逆向送電，即過多的光伏系統將電力同時送入電網中時，會造成電能質量的下降和容易導致電氣故障；故對光伏系統提出了防逆流的控制要求。

2、對于發電系統的逆流是指在供配電系統中，由配電變壓器向負載供電，正常電流由電網側流向負載，而當光伏發電系統功率大于負載功率的時候，負載無法完全消納，剩余電能反饋流入電網，由于電流與常規流向相反，稱作逆流。

3、現有光伏發電系統防逆流方案，大多是采用主機輪詢收集各逆變器輸出功率信息，根據電網功率、逆變器數量和各逆變器輸出功率經過計算后，對各逆變器的輸出功率進行調整。主要存在以下的缺陷：

4、（1）現有技術通過輪詢收集逆變器輸出功率信息的通信過程，在逆變器臺數比較多的場景下由于需要對每個逆變器的輸出功率都要進行采集和通信，導致耗時較長，可能會使電網長時間處于逆流狀態，影響電網質量。

5、（2）在負載功率出現變化至大于發電系統的輸出功率時，此時發電系統雖然符合現有技術的防逆流的要求，但會導致負載需要長時間的向電網取電，進而造成用戶的電力使用成本增加。

技術實現思路

1、本技術的其中一個目的在于提供一種能夠解決上述背景技術中至少一個缺陷的發電系統防逆流控制系統。

2、本技術的另一個目的在于提供一種能夠解決上述背景技術中至少一個缺陷的發電系統防逆流控制方法。

3、為達到上述的至少一個目的，本技術采用的技術方案為：一種發電系統防逆流控制方法，包括如下步驟：對發電系統中逆變器的總數n進行檢測；若n≤預設值nset，對發電系統的逆變器輸出功率采用數據通信的方式進行防逆流控制；若n＞預設值nset，對發電系統的逆變器輸出功率采用基于電網功率檢測的盲調方式進行防逆流控制。

4、優選的，對于盲調方式的防逆流控制包括如下過程：設置逆流功率閾值pth1和電網提供功率閾值pth2；對電網進行檢測，若有電流流向電網且電網功率的絕對值大于逆流功率閾值pth1，發電系統基于當前電網功率對各逆變器進行至少一輪功率下調的防逆流控制；在完成防逆流控制后持續對電網進行檢測，若檢測到電網有電流流出且電網功率的絕對值大于電網提供功率閾值pth2，發電系統基于當前電網功率對各逆變器進行至少一輪功率上調；若發電系統需要對逆變器進行多輪功率上調，發電系統適于在功率調節過程中尋找工作于最大功率點的逆變器先進行功率下調，然后對未達到最大功率點的逆變器進行功率超調，進而根據功率調節前后的欠發功率值對發電系統中進行功率下調的逆變器重新進行功率上調。

5、優選的，在發電系統需要進行功率上調時，對于進行逆變器功率調節輪數的判斷包括如下具體過程：基于電網功率的初始值pgrid(20)，計算分配到發電系統中每臺逆變器的上調功率δp21=pgrid(20)/n；對完成逆變器功率上調后的電網功率pgrid(21)進行檢測，得到功率調節后的電網功率變化量δp=pgrid(20)-pgrid(21)；若δp＜δp21，此時發電系統中所有逆變器均運行在最大功率點，無需繼續進行功率上調；若δp=pgrid(21)，此時發電系統的輸出功率等于負載功率，無需繼續功率調節；若δp21≤δp＜pgrid(21)，此時發電系統的輸出功率依舊小于負載功率，需要繼續對逆變器進行功率上調。

6、優選的，對于逆變器的多輪功率調節包括如下具體過程：基于計算得到的δp和δp21，預估發電系統中未達到最大功率點的逆變器數量x；對達到最大功率點的逆變器進行功率下調，下調功率δp22=(x-1)pgrid(21)/(n-x)；在完成功率下調后再次對電網功率pgrid(22)進行檢測，計算當前發電系統中達到最大功率點的逆變器數量y=[pgrid(22)-pgrid(21)]/δp22；對數量為x的未達到最大功率點的逆變器進行功率上調，上調功率δp23=pgrid(21)；在完成功率上調后再次對電網功率pgrid(23)進行檢測，若pgrid(23)的絕對值小于等于電網提供功率閾值pth2，將退出功率控制，否則對前輪完成功率下調的逆變器再次進行功率上調，上調功率δp24=pgrid(23)/y。

7、優選的，在逆變器的多輪功率調節過程中，定義功率上調δp21的過程為第一輪功率控制，定義功率下調δp22的過程為第二輪功率控制，定義功率上調δp23的過程為第三輪功率控制，定義功率上調δp24的過程為第四輪功率控制；對逆變器的工作狀態設置標志位，在進行第一輪功率控制時，將達到最大功率點的逆變器的標志位置為1，將未達到最大功率點的逆變器的標志位置為0；在進行第二輪功率控制時，對標志位置為1的逆變器進行功率下調，對標志位置為0的逆變器保持不變；在進行第三輪功率控制時，對標志位置為0的逆變器進行功率上調，對標志位置為1的逆變器保持不變；在進行第四輪功率控制時，對標志位置為1的逆變器進行功率上調，對標志位置為0的逆變器保持不變。

8、優選的，通過δp和δp21的倍數關系進行未達到最大功率點的逆變器數量x的預估；具體的預估計算公式為：(k-1)δp21≤δp＜pgrid(21)；其中，k表示常數，x的取值為(k-1)的最大值。

9、優選的，對于進行逆變器功率下調的防逆流控制包括如下過程：基于電網功率的初始值pgrid(10)，計算分配到發電系統中每臺逆變器的下調功率δp11=pgrid(10)/n；對完成逆變器功率下調后的電網功率pgrid(11)及電流方向進行檢測；若無電流流向電網，或者電網功率pgrid(11)的絕對值小于等于逆流功率閾值pth1，退出功率下調控制；若有電流流向電網且電網功率pgrid(11)?的絕對值大于逆流功率閾值pth1，繼續對各逆變器進行功率下調，下調功率δp12=pgrid(11)×a%，a為常數，取值范圍為0~100。

10、優選的，預設值nset的計算公式如下：

11、t1=nset×tcollect+tbroadcast；

12、其中，t1表示發電系統采用數據通信進行防逆流控制的耗時，tcollect表示各逆變器進行防逆流控制的通信時間，tbroadcast表示逆變器進行功率調節時的功率指令下發時間。

13、一種發電系統防逆流控制系統，包括監測模塊和控制模塊；所述監測模塊用于對電網進行檢測，以獲取電網的電流方向和電網功率；所述控制模塊與所述監測模塊通信連接，所述控制模塊還與發電系統的各逆變器進行連接；所述控制模塊適于根據發電系統的防逆流控制模式與逆變器進行通信或進行功率指令的下發。

14、優選的，所述控制模塊采用集中式架構，對全部的逆變器進行功率計算和控制；或者，所述控制模塊采用分布式架構，選擇其中一個逆變器作為主逆變器進行功率計算和分配，基于計算的結果對其余逆變器進行功率控制。

15、與現有技術相比，本技術的有益效果在于：

16、（1）相比較傳統方式，本技術在逆變器數量較多的場景下，發電系統對于逆變器的防逆流控制不需要進行功率信息的交互過程，可以有效的避免因通信時間過長導致系統長時間處于逆流狀態或負載長時間從電網取電的問題，從而在實現快速防逆流的同時，降低用戶的用電成本。

17、（2）本技術對于功率指令的計算過程簡單，且無需逆變器自主進行功率指令的計算并自行判斷是否執行功率指令，從而可以節約計算資源，實現在不影響系統本身控制功能的同時，加快功率調整的速度。