一种发电系统防逆流控制系统及方法与流程

本技术涉及新能源发电领域，尤其是涉及一种发电系统防逆流控制系统及方法。

背景技术：

1、随着光伏行业的发展，部分地区电网的变压器容量与光伏项目的装机量达到饱和，电网公司要求后建的光伏系统发的电能由本地负载消耗，多余的电能不允许通过低压配电变压器向上级电网逆向送电，即过多的光伏系统将电力同时送入电网中时，会造成电能质量的下降和容易导致电气故障；故对光伏系统提出了防逆流的控制要求。

2、对于发电系统的逆流是指在供配电系统中，由配电变压器向负载供电，正常电流由电网侧流向负载，而当光伏发电系统功率大于负载功率的时候，负载无法完全消纳，剩余电能反馈流入电网，由于电流与常规流向相反，称作逆流。

3、现有光伏发电系统防逆流方案，大多是采用主机轮询收集各逆变器输出功率信息，根据电网功率、逆变器数量和各逆变器输出功率经过计算后，对各逆变器的输出功率进行调整。主要存在以下的缺陷：

4、（1）现有技术通过轮询收集逆变器输出功率信息的通信过程，在逆变器台数比较多的场景下由于需要对每个逆变器的输出功率都要进行采集和通信，导致耗时较长，可能会使电网长时间处于逆流状态，影响电网质量。

5、（2）在负载功率出现变化至大于发电系统的输出功率时，此时发电系统虽然符合现有技术的防逆流的要求，但会导致负载需要长时间的向电网取电，进而造成用户的电力使用成本增加。

技术实现思路

1、本技术的其中一个目的在于提供一种能够解决上述背景技术中至少一个缺陷的发电系统防逆流控制系统。

2、本技术的另一个目的在于提供一种能够解决上述背景技术中至少一个缺陷的发电系统防逆流控制方法。

3、为达到上述的至少一个目的，本技术采用的技术方案为：一种发电系统防逆流控制方法，包括如下步骤：对发电系统中逆变器的总数n进行检测；若n≤预设值nset，对发电系统的逆变器输出功率采用数据通信的方式进行防逆流控制；若n＞预设值nset，对发电系统的逆变器输出功率采用基于电网功率检测的盲调方式进行防逆流控制。

4、优选的，对于盲调方式的防逆流控制包括如下过程：设置逆流功率阈值pth1和电网提供功率阈值pth2；对电网进行检测，若有电流流向电网且电网功率的绝对值大于逆流功率阈值pth1，发电系统基于当前电网功率对各逆变器进行至少一轮功率下调的防逆流控制；在完成防逆流控制后持续对电网进行检测，若检测到电网有电流流出且电网功率的绝对值大于电网提供功率阈值pth2，发电系统基于当前电网功率对各逆变器进行至少一轮功率上调；若发电系统需要对逆变器进行多轮功率上调，发电系统适于在功率调节过程中寻找工作于最大功率点的逆变器先进行功率下调，然后对未达到最大功率点的逆变器进行功率超调，进而根据功率调节前后的欠发功率值对发电系统中进行功率下调的逆变器重新进行功率上调。

5、优选的，在发电系统需要进行功率上调时，对于进行逆变器功率调节轮数的判断包括如下具体过程：基于电网功率的初始值pgrid(20)，计算分配到发电系统中每台逆变器的上调功率δp21=pgrid(20)/n；对完成逆变器功率上调后的电网功率pgrid(21)进行检测，得到功率调节后的电网功率变化量δp=pgrid(20)-pgrid(21)；若δp＜δp21，此时发电系统中所有逆变器均运行在最大功率点，无需继续进行功率上调；若δp=pgrid(21)，此时发电系统的输出功率等于负载功率，无需继续功率调节；若δp21≤δp＜pgrid(21)，此时发电系统的输出功率依旧小于负载功率，需要继续对逆变器进行功率上调。

6、优选的，对于逆变器的多轮功率调节包括如下具体过程：基于计算得到的δp和δp21，预估发电系统中未达到最大功率点的逆变器数量x；对达到最大功率点的逆变器进行功率下调，下调功率δp22=(x-1)pgrid(21)/(n-x)；在完成功率下调后再次对电网功率pgrid(22)进行检测，计算当前发电系统中达到最大功率点的逆变器数量y=[pgrid(22)-pgrid(21)]/δp22；对数量为x的未达到最大功率点的逆变器进行功率上调，上调功率δp23=pgrid(21)；在完成功率上调后再次对电网功率pgrid(23)进行检测，若pgrid(23)的绝对值小于等于电网提供功率阈值pth2，将退出功率控制，否则对前轮完成功率下调的逆变器再次进行功率上调，上调功率δp24=pgrid(23)/y。

7、优选的，在逆变器的多轮功率调节过程中，定义功率上调δp21的过程为第一轮功率控制，定义功率下调δp22的过程为第二轮功率控制，定义功率上调δp23的过程为第三轮功率控制，定义功率上调δp24的过程为第四轮功率控制；对逆变器的工作状态设置标志位，在进行第一轮功率控制时，将达到最大功率点的逆变器的标志位置为1，将未达到最大功率点的逆变器的标志位置为0；在进行第二轮功率控制时，对标志位置为1的逆变器进行功率下调，对标志位置为0的逆变器保持不变；在进行第三轮功率控制时，对标志位置为0的逆变器进行功率上调，对标志位置为1的逆变器保持不变；在进行第四轮功率控制时，对标志位置为1的逆变器进行功率上调，对标志位置为0的逆变器保持不变。

8、优选的，通过δp和δp21的倍数关系进行未达到最大功率点的逆变器数量x的预估；具体的预估计算公式为：(k-1)δp21≤δp＜pgrid(21)；其中，k表示常数，x的取值为(k-1)的最大值。

9、优选的，对于进行逆变器功率下调的防逆流控制包括如下过程：基于电网功率的初始值pgrid(10)，计算分配到发电系统中每台逆变器的下调功率δp11=pgrid(10)/n；对完成逆变器功率下调后的电网功率pgrid(11)及电流方向进行检测；若无电流流向电网，或者电网功率pgrid(11)的绝对值小于等于逆流功率阈值pth1，退出功率下调控制；若有电流流向电网且电网功率pgrid(11) 的绝对值大于逆流功率阈值pth1，继续对各逆变器进行功率下调，下调功率δp12=pgrid(11)×a%，a为常数，取值范围为0~100。

10、优选的，预设值nset的计算公式如下：

11、t1=nset×tcollect+tbroadcast；

12、其中，t1表示发电系统采用数据通信进行防逆流控制的耗时，tcollect表示各逆变器进行防逆流控制的通信时间，tbroadcast表示逆变器进行功率调节时的功率指令下发时间。

13、一种发电系统防逆流控制系统，包括监测模块和控制模块；所述监测模块用于对电网进行检测，以获取电网的电流方向和电网功率；所述控制模块与所述监测模块通信连接，所述控制模块还与发电系统的各逆变器进行连接；所述控制模块适于根据发电系统的防逆流控制模式与逆变器进行通信或进行功率指令的下发。

14、优选的，所述控制模块采用集中式架构，对全部的逆变器进行功率计算和控制；或者，所述控制模块采用分布式架构，选择其中一个逆变器作为主逆变器进行功率计算和分配，基于计算的结果对其余逆变器进行功率控制。

15、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：

16、（1）相比较传统方式，本技术在逆变器数量较多的场景下，发电系统对于逆变器的防逆流控制不需要进行功率信息的交互过程，可以有效的避免因通信时间过长导致系统长时间处于逆流状态或负载长时间从电网取电的问题，从而在实现快速防逆流的同时，降低用户的用电成本。

17、（2）本技术对于功率指令的计算过程简单，且无需逆变器自主进行功率指令的计算并自行判断是否执行功率指令，从而可以节约计算资源，实现在不影响系统本身控制功能的同时，加快功率调整的速度。