[發(fā)明專利]儲(chǔ)能型級(jí)聯(lián)多電平光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010234866.0
• 申請(qǐng)日: 2010-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN101917016A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛寶明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/18;H02J3/28
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 毛燕生

1.一種儲(chǔ)能型級(jí)聯(lián)多電平光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：儲(chǔ)能型級(jí)聯(lián)多電平光伏發(fā)電逆變器、控制器與電網(wǎng)；

所述儲(chǔ)能型級(jí)聯(lián)多電平光伏發(fā)電逆變器由3n個(gè)儲(chǔ)能型光伏發(fā)電模塊組成，每n個(gè)儲(chǔ)能型光伏發(fā)電模塊串聯(lián)以構(gòu)成三相多電平逆變器中的一相；級(jí)聯(lián)后的三相逆變器末端被連接為Y形，級(jí)聯(lián)逆變器的3個(gè)首端并入電網(wǎng)；其中，n為自然數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述每一個(gè)儲(chǔ)能型光伏發(fā)電模塊包括：儲(chǔ)能電池，四只IGBT，具有反并聯(lián)二極管的開關(guān)管S，第一電解電容、第二電解電容、第三電解電容，第一電感、第二電感，光伏電池和串聯(lián)二極管；其中，

所述四只IGBT連接為一個(gè)H橋逆變器，所述儲(chǔ)能電池與所述第二電解電容并聯(lián)，跨接于開關(guān)管S的發(fā)射極和H橋逆變器正極間，且所述第二電解電容及所述儲(chǔ)能電池的正極與H橋逆變器正極相連；開關(guān)管S的集電極與所述第一電解電容的正極、所述第二電感相連；所述第二電感的另一端連接于H橋逆變器正極；第一電解電容的負(fù)極與H橋逆變器負(fù)極相連；第一電感的一端與第三電解電容的正極相連，另一端與第二電解電容的負(fù)極相連；光伏電池串聯(lián)二極管后與第三電解電容并聯(lián)，且二極管的陰極與第三電解電容的正極相連，第三電解電容的負(fù)極與H橋逆變器的負(fù)極相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器用于控制所述儲(chǔ)能型級(jí)聯(lián)多電平光伏發(fā)電逆變器，包括：多電平逆變器輸出管理單元，多電平逆變器輸出三相電壓和電流測(cè)量單元，d-q軸電壓電流分量計(jì)算單元，多電平逆變器輸出功率計(jì)算單元，功率閉環(huán)控制單元，d-q軸電流閉環(huán)控制單元，3n個(gè)儲(chǔ)能型光伏發(fā)電模塊控制單元；

每個(gè)儲(chǔ)能型光伏發(fā)電模塊控制單元相同，它包括：儲(chǔ)能電池充放電管理單元，模塊狀態(tài)評(píng)估單元，光伏電池功率測(cè)量單元，最大功率跟蹤與限值控制單元，PWM調(diào)制單元；其中，

所述模塊狀態(tài)評(píng)估單元輸出該模塊的儲(chǔ)能電池狀態(tài)與H橋逆變器功率，將其輸入給儲(chǔ)能電池充放電管理單元，以此為基礎(chǔ)，儲(chǔ)能電池充放電管理單元確定光伏電池功率限值，并將其傳輸給最大功率跟蹤與限值控制單元，作為光伏發(fā)電功率的上限；光伏電池功率測(cè)量單元將光伏電池輸出功率反饋給最大功率跟蹤與限值控制單元，同時(shí)傳輸給儲(chǔ)能電池充放電管理單元；基于測(cè)得的光伏電池功率，最大功率跟蹤與限值控制單元應(yīng)用最大功率跟蹤控制方法，產(chǎn)生該模塊的直通占空比；直通占空比結(jié)合所在相的期望輸出電壓信號(hào)，輸入給PWM調(diào)制單元，產(chǎn)生PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用于控制該模塊的H橋逆變器和開關(guān)管S；儲(chǔ)能電池充放電管理單元將光伏電池功率和儲(chǔ)能電池狀態(tài)傳輸給多電平逆變器輸出管理單元；3n個(gè)儲(chǔ)能型光伏發(fā)電模塊控制單元的直通占空比獨(dú)立，用于控制各自模塊光伏電池功率，但是每相的n個(gè)儲(chǔ)能型光伏發(fā)電模塊控制單元有共同的期望輸出電壓調(diào)制信號(hào)，各模塊相互配合產(chǎn)生多電平電壓并入電網(wǎng)；多電平逆變器輸出管理單元根據(jù)3n個(gè)儲(chǔ)能型光伏發(fā)電模塊控制單元反饋的各模塊儲(chǔ)能電池狀態(tài)和光伏發(fā)電功率，結(jié)合用戶功率需求，確定并網(wǎng)輸出有功和無功功率期望數(shù)值；多電平逆變器輸出三相電壓和電流測(cè)量單元傳輸三相電壓和電流給d-q軸電壓電流分量計(jì)算單元，以獲得d-q軸電壓電流分量；d-q軸電壓電流分量輸入給多電平逆變器輸出功率計(jì)算單元，得到逆變器輸出的有功和無功功率，并反饋給功率閉環(huán)控制單元，與有功和無功功率期望值綜合后，產(chǎn)生d-q軸電流期望值；d-q軸電壓電流分量計(jì)算單元反饋d-q軸電流分量，傳輸給d-q軸電流閉環(huán)控制單元，與d-q軸電流期望值綜合后，產(chǎn)生級(jí)聯(lián)多電平逆變器的三相期望輸出電壓信號(hào)；每相的期望輸出電壓調(diào)制信號(hào)與該相各模塊直通占空比綜合，經(jīng)過各模塊的PWM調(diào)制單元，輸出n組PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)給該相的n個(gè)模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于，

每一所述儲(chǔ)能型光伏發(fā)電模塊的所述H橋逆變器通過控制其直通占空比，控制從光伏電池端電壓到直流母線峰值電壓的泵升電壓比；開關(guān)管S的狀態(tài)由直通狀態(tài)控制，逆變橋電路直通時(shí)S關(guān)閉，否則S導(dǎo)通；光伏電池的功率通過調(diào)節(jié)直通占空比控制，該模塊輸出功率則通過對(duì)H橋逆變器進(jìn)行PWM調(diào)制實(shí)現(xiàn)；儲(chǔ)能電池功率為光伏電池功率與H橋逆變器輸出功率的差。