兩級式光伏發電系統雙boost電路均流控制方法
2023-10-07 14:31:44 1
兩級式光伏發電系統雙boost電路均流控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種兩級式光伏發電系統雙BOOST電路均流控制方法，利用系統實時採樣兩路BOOST電路的電流，以其中一路BOOST電路的輸入電流為基準，由兩路BOOST輸入電流經過PI調節器計算出一個佔空比增量，通過此增量去修正另一路BOOST電路開關器件的通斷時間(即佔空比)，實現兩路BOOST電路的電流相等，從而解決雙BOOST電路並聯運行時的不均流問題，從而避免出現過流電路的器件使用壽命變短及逆變器過流停機的問題。
【專利說明】兩級式光伏發電系統雙BOOST電路均流控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於光伏發電【技術領域】,具體涉及一種兩級式光伏發電系統雙BOOST電路均流控制方法。
【背景技術】
[0002]近年來，組串式光伏逆變器有了較快的發展，組串式逆變器具有多路MPPT (最大功率點跟蹤)跟蹤能力，每一組MPPT可獨立控制追蹤最大功率點，這樣可有效降低由於部分陰影遮擋或是組件特性不一致導致的光伏陣列無法輸出最大功率的影響，相比集中式逆變器，組串式光伏逆變器發電效率高、MPPT電壓範圍寬，在分布式光伏發電系統中將得到大規模應用，一些大型光伏電站中也會有一定程度的應用。
[0003]由於組串式光伏逆變器直流輸入側電壓較低，因此需要BOOST升壓電路來提高輸入電壓，以供逆變電路進行直交變換，有兩路MPPT輸入的組串式光伏逆變器，對應著兩路BOOST升壓電路，但是兩路電路由於線路阻抗以及開關特性等原因會使其等效阻抗不一致，這將導致在正常運行時，流過兩路電路的電流不相等，也就是說不均流，長時間流過較大電流的一路會導致器件使用壽命變短，而另一路由於流過電流小而沒有得到充分的利用，嚴重時甚至會因為不均流而導致逆變器過流停機。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種兩級式光伏發電系統雙BOOST電路均流控制方法，以解決雙BOOST電路不均流導致的壽命變短及過流停機問題。
[0005]為了實現以上目的，本發明所採用的技術方案是:一種兩級式光伏發電系統雙BOOST電路均流控制方法，該方法包括如下步驟:
[0006](I)實時採樣兩路BOOST電路的輸入電流，令B00ST1電路的電流為參考電流1_ref, B00ST2電路的電流為I_fdb，計算兩路電流的差值Error ；
[0007](2)將電流差值Error作為PI調節器的輸入，在PI調節器中對其進行比例積分運算；
[0008](3)將PI調節器的輸出值d(k)作為佔空比修正量duty，再將其與當前B00ST1電路開關器件的佔空比控制量Duty_bstl之和作為B00ST2電路開關器件的佔空比控制量Duty—bst2 ；
[0009](4)將佔空比Duty_bst2進行正弦脈寬調製，生成PWM波去控制B00ST2電路開關器件的通斷，從而控制B00ST2電路的輸入電流值向B00ST1電路的輸入電流逼近，直到相等，實現均流。
[0010]PI調節器對電流差值Error進行比例積分運算的公式如下:
_] _ = & ⑴+
[0012] 上式中，e(t)為輸入，d(t)為輸出；
[0013]將上式尚散化為差分方程,第k拍輸出為:
i/(A) = kpe(k)+ k:Tiwi^e(i) = /(,,(A)+ <■/,.(A)
[0014],
=kpti k) + IijTumCik) + d丨{k — I)
[0015]其中Tsam為採樣周期，e(k)為第k次的偏差輸入，kp、Iii為係數。
[0016]當前B00ST1電路開關器件的佔空比控制量Duty_bstl是通過MPPT算法計算得出的。
[0017]本發明的兩級式光伏發電系統雙BOOST電路均流控制方法主要適應於兩路BOOST輸入的光伏系統，利用系統實時採樣兩路BOOST電路的電流，以其中一路BOOST電路的輸入電流為基準，由兩路BOOST輸入電流經過PI調節器計算出一個佔空比增量，通過此增量去修正另一路BOOST電路開關器件的通斷時間(即佔空比)，實現兩路BOOST電路的電流相等，從而解決雙BOOST電路並聯運行時的不均流問題，避免出現過流電路的器件使用壽命變短及逆變器過流停機的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明兩級式光伏逆變器雙BOOST均流控制框圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖及具體的實施例對本發明進行進一步介紹。
[0020]本發明兩級式光伏發電系統雙BOOST電路的結構如圖1的上半部分所示，前級BOOST電路完成升壓功能，後級逆變電路完成逆變功能，為了使流過B00ST1和B00ST2的電流相等，需要加入均流控制方法，圖1的下半部分給出了該控制結構，由圖可知，該方法包括如下步驟:
[0021](I)實時採樣兩路BOOST電路的輸入電流，令B00ST1電路的電流為參考電流1_ref, B00ST2電路的電流為I_fdb，計算兩路電流的差值Error ；
[0022]Error = Iref-1fdb
[0023](2)將電流差值Error作為PI調節器的輸入，在PI調節器中對其進行比例積分運算；
[0024](3)將PI調節器的輸出值d(k)作為佔空比修正量duty，再將其與當前B00ST1電路開關器件的佔空比控制量Duty_bstl之和作為B00ST2電路開關器件的佔空比控制量Duty—bst2 ；
[0025]Duty—bst2 = duty+Duty—bstl
[0026](4)將佔空比Duty—bst2進行正弦脈寬調製，生成PWM波去控制B00ST2電路開關器件的通斷，從而控制B00ST2電路的輸入電流值向B00ST1電路的輸入電流逼近，直到相等，實現均流。
[0027]本發明步驟(2)中PI調節器對電流差值Error進行比例積分運算的公式如下:
[0028](f、n = Kp:e(t) + -J e(t)dt
[0029]上式中，e(t)為輸入，d(t)為輸出；
[0030]將上式尚散化為差分方程,第k拍輸出為:
t/(/ = k,,e{k)十 kTs_ e{i) = A,(/ + (I 人k)
[0031],:=1
=kpe{k) + k 丨 Tume( k) + dt (k — I)
[0032]其中Tsam為採樣周期，e (k)為第k次的偏差輸入，kp、ki為係數。
[0033]本實施例步驟(3)中當前B00ST1電路開關器件的佔空比控制量Duty_bstl是通過MPPT算法計算得出的。
[0034]以上實施例僅用於幫助理解本發明的核心思想，不能以此限制本發明，對於本領域的技術人員，凡是依據本發明的思想，對本發明進行修改或者等同替換，在【具體實施方式】及應用範圍上所做的任何改動，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種兩級式光伏發電系統雙BOOST電路均流控制方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟: (1)實時採樣兩路BOOST電路的輸入電流，令BOOSTl電路的電流為參考電流I_ref，B00ST2電路的電流為I_fdb，計算兩路電流的差值Error ； (2)將電流差值Error作為PI調節器的輸入，在PI調節器中對其進行比例積分運算； (3)將PI調節器的輸出值d(k)作為佔空比修正量duty，再將其與當前B00ST1電路開關器件的佔空比控制量Duty_bstl之和作為B00ST2電路開關器件的佔空比控制量Duty_bst2 ； (4)將佔空比Duty_bst2進行正弦脈寬調製，生成PWM波去控制B00ST2電路開關器件的通斷，從而控制B00ST2電路的輸入電流值向B00ST1電路的輸入電流逼近，直到相等，實現均流。
2.根據權利要求1所述的兩級式光伏發電系統雙BOOST電路均流控制方法，其特徵在於:PI調節器對電流差值Error進行比例積分運算的公式如下:
if(n = I<p；e{t) + 丄 Je ⑴ c" 上式中，e(t)為輸入，d(t)為輸出； 將上式離散化為差分方程，第k拍輸出為:
d{k) = kre(k) + k Tmii 藝 e(i) = kpe{k) + (Ii (/
=kpe(k) + }\?Τ^(?<) + d人k — I) 其中Tsam為採樣周期，e (k)為第k次的偏差輸入，kp、Ici為係數。
3.根據權利要求1所述的兩級式光伏發電系統雙BOOST電路均流控制方法，其特徵在於:當前B00ST1電路開關器件的佔空比控制量Duty_bstl是通過MPPT算法計算得出的。
【文檔編號】H02M7/5387GK104283505SQ201410514343
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】趙建榮, 黃輝, 張海龍, 孟向軍, 王林, 曹建博, 肖飛 申請人:許繼電氣股份有限公司, 西安許繼電力電子技術有限公司