直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動抑制方法
2023-05-11 03:32:26 2
直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動抑制方法
【專利摘要】直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動抑制方法，屬於電能變換領域，具體涉及直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動抑制方法，解決了現有光伏發電直流微電網連接負載時存在光伏發電系統的光伏電池電流的周期波動性大的問題，本發明將升壓電路中功率開關器件佔空比輸入到升壓電路，由升壓電路中的脈寬調製模塊獲得升壓電路中功率開關器件的控制信號，並將該信號輸入至升壓電路中的功率開關器件，完成一次對直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動的抑制。本發明適用於抑制直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動。
【專利說明】直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動抑制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於電能變換領域，具體涉及直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動抑制方法。
【背景技術】
[0002]光伏發電技術因其具有清潔、能源近似無限等優點成為解決人類能源緊缺和環境汙染雙重危機的有效途徑而成為研究熱點。而基於直流微電網的光伏發電源集成形式無需大量的交流逆變器，節省了大量成本，有效降低了系統複雜度，顯示出了巨大的發展潛力和廣闊的應用前景。
[0003]當光伏發電直流微電網連接單相直流-交流逆變電源等負載時，會產生直流母線電壓的周期性波動，造成光伏發電系統無法持續處於最大功率點，降低了系統效率。現有針對光伏發電系統的研究成果中，一方面以最大功率點跟蹤控制技術為重點。MPPT技術可以分為如下幾類:定電壓法，擾動觀測法，電導增量法，基於阻抗匹配的MPPT方法以及基於現代控制理論和智能控制等方法。另外，還有文獻研究了用於直流微電網的光伏發電系統的MPPT控制技術，利用直流母線保持不變的特點，能夠獲得輸出功率與直流變換電路中佔空比的線性關係，從而只需檢測光伏電池的輸出電壓或者電流就能夠對其輸出功率進行控制，從而省去了一部分傳感器。但是上述成果均以基於DC-DC電路的光伏電池最大功率輸出為研究重點，並未解決直流電壓的周期波動性大的問題，造成光伏發電系統無法持續處於最大功率點，降低了系統效率。
[0004]另一方面是在通用DC-DC電路的閉環控制方面，其中有比例-積分控制、滑模變結構控制、反饋線性化方法、無源性控制、自適應控制、內模控制以及模糊、神經網絡控制等。上述研究成果均以直流輸出電壓恆定為目標，同樣未解決直流電壓的周期波動性大的問題，造成光伏發電系統無法持續處於最大功率點，降低了系統效率。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決現有光伏發電直流微電網連接負載時存在光伏發電系統的光伏電池電流的周期波動性大的問題，提出了直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動抑制方法。
[0006]本發明所述直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動抑制方法，所述光伏發電系統包括滑動平均濾波器、比例積分控制器、光伏電池電流採集電路、光伏電池、升壓電路、一號加法器、帶前饋的重複控制器、二號加法器和三號加法器；
[0007]光伏電池電流採集電路用於採集光伏電池輸出的電流信號，光伏電池電流採集電路的採集信號輸出端連接三號加法器的一個輸入端，三號加法器的另一個輸入端為光伏電池電流的給定值的輸入端，三號加法器的輸出端同時連接滑動平均濾波器的濾波信號輸入端和二號加法器的一個輸入端，滑動平均濾波器的濾波後信號輸出端同時連接二號加法器的另一個輸入端和比例積分控制器的信號輸入端，比例積分控制器的信號輸出端連接一號加法器的一個信號輸入端，二號加法器的輸出端連接帶前饋的重複控制器的信號輸入端，帶前饋的重複控制器的信號輸出端連接一號加法器的另一個信號輸入端，
[0008]升壓電路還包括濾波電感、二極體、開關器件和脈寬調製模塊，光伏電池的一個電源信號輸出端連接濾波電感的一端，濾波電感的另一端同時連接二極體的陰極和開關器件的功率輸入端，開關器件的功率輸出端連接光伏電池的另一個電源信號輸出端，脈寬調製模塊的調製信號輸出端連接開關器件的驅動端；一號加法器的信號輸出端連接升壓電路的脈寬調製模塊的調製信號輸入端；
[0009]其特徵是:基於上述光伏發電系統的直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動抑制方法，該方法的具體步驟為:
[0010]步驟一、設定光伏電池電流的給定值，通過光伏電池電流採集電路採集光伏電池電流，獲得光伏電池電流的實際值；
[0011]步驟二、將步驟一中的光伏電池電流的給定值減去光伏電池電流的實際值，獲得光伏電池電流的給定值和實際值的差x(k);其中，k為計算周期標號；
[0012]步驟三、將步驟二中獲得的光伏電池電流的給定值和實際值的差x(k)，輸入到滑動平均濾波器的離散化方程，獲得滑動平均濾波器在本計算周期的輸出值yf (k)；
[0013]滑動平均濾波器的離散化方程為:
【權利要求】
1.直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動抑制方法，所述光伏發電系統包括滑動平均濾波器(I)、比例積分控制器(2)、光伏電池電流採集電路(3)、光伏電池(4)、升壓電路(5)、一號加法器(6)、帶前饋的重複控制器(7)、二號加法器(8)和三號加法器(9)； 光伏電池電流米集電路(3)用於米集光伏電池(4)輸出的電流信號,光伏電池電流米集電路(3)的採集信號輸出端連接三號加法器(9)的一個輸入端，三號加法器(9)的另一個輸入端為光伏電池電流的給定值的輸入端，三號加法器(9)的輸出端同時連接滑動平均濾波器(I)的濾波信號輸入端和二號加法器(8)的一個輸入端，滑動平均濾波器(I)的濾波後信號輸出端同時連接二號加法器(8)的另一個輸入端和比例積分控制器(2)的信號輸入端，比例積分控制器(2)的信號輸出端連接一號加法器(6)的一個信號輸入端,二號加法器(8)的輸出端連接帶前饋的重複控制器(7)的信號輸入端，帶前饋的重複控制器(7)的信號輸出端連接一號加法器(6)的另一個信號輸入端； 升壓電路(5)還包括濾波電感(5-1)、二極體(5-2)、開關器件(5-3)和脈寬調製模塊(5-4 ),光伏電池(4 )的一個電源信號輸出端連接濾波電感(5-1)的一端,濾波電感(5-1)的另一端同時連接二極體(5-2 )的陰極和開關器件(5-3 )的功率輸入端，開關器件(5-3 )的功率輸出端連接光伏電池(4)的另一個電源信號輸出端，脈寬調製模塊(5-4)的調製信號輸出端連接開關器件(5-3)的驅動端；一號加法器(6)的信號輸出端連接升壓電路(5)的脈寬調製模塊(5-4)的調製信號輸入端； 其特徵是:基於上述光伏發電系統的直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動抑制方法，該方法的具體步驟為: 步驟一、設定光伏電池電流的 給定值，通過光伏電池電流採集電路採集光伏電池電流，獲得光伏電池電流的實際值； 步驟二、將步驟一中的光伏電池電流的給定值減去光伏電池電流的實際值，獲得光伏電池電流的給定值和實際值的差x(k);其中，k為計算周期標號； 步驟三、將步驟二中獲得的光伏電池電流的給定值和實際值的差x(k)，輸入到滑動平均濾波器的離散化方程，獲得滑動平均濾波器在本計算周期的輸出值yf (k)； 滑動平均濾波器的離散化方稈為:
【文檔編號】H02M1/14GK103560658SQ201310552083
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】駱素華, 吳鳳江, 駱林松, 馮帆, 張陸捷 申請人:哈爾濱工業大學