[發明專利]直流微電網中光伏發電系統電流的周期波動抑制方法

有效

• 申請號: 201310552083.0
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103560658A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 駱素華;吳鳳江;駱林松;馮帆;張陸捷
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

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（1）、比例積分控制器（2）、光伏電池電流采集電路（3）、光伏電池（4）、升壓電路（5）、一號加法器（6）、帶前饋的重復控制器（7）、二號加法器（8）和三號加法器（9）；

光伏電池電流采集電路（3）用于采集光伏電池（4）輸出的電流信號，光伏電池電流采集電路（3）的采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（1）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（1）的濾波后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復控制器（7）的信號輸入端，帶前饋的重復控制器（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）、二極管（5-2）、開關器件（5-3）和脈寬調制模塊（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管（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，脈寬調制模塊（5-4）的調制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）的脈寬調制模塊（5-4）的調制信號輸入端；

其特征是：基于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，通過光伏電池電流采集電路采集光伏電池電流，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y_f(k)；

滑動平均濾波器的離散化方程為：

yf(k)=yf(k-1)+[x(k)-λ1(0)]N]]>

其中λ₁(0)是數組λ₁的第一個元素值，所述的λ₁是用于存儲x(k)的數組，其寬度為N，N為大于100的正整數，y_f(k-1)為第k-1個計算周期的滑動平均濾波器的輸出值；

步驟四、更新數組λ₁中的每個元素值：令λ₁(i)=λ₁(i+1)，其中，i為數組λ₁各元素的標號，0≤i≤N-2，判斷i是否等于N-2，若判斷結果為是，則令λ(N-1)=x(k)，執行步驟五；否則，執行步驟四一；

步驟四一、令i=i+1，返回執行步驟四；

步驟五、用步驟二獲得的光伏電池電流的給定值和實際值的差x(k)減去步驟三獲得的滑動平均濾波器在本計算周期的輸出值y_f(k)，獲得x(k)的周期波動分量

步驟六、將步驟三中獲得的滑動平均濾波器在本計算周期的輸出值y_f(k)輸入到比例積分控制器的離散化方程，獲得比例積分控制器在本計算周期的輸出值y_PI(k)；

比例積分控制器的離散化方程為：

y_PI(k)=y_PI(k-1)+K_P[y_f(k)-y_f(k-1)]+K_IT_Sy_f(k)]，

其中，y_PI(k-1)為第k-1個計算周期的比例積分控制器的輸出值，K_P為比例系數，K_I為積分系數，T_S是計算周期值；

步驟七、將步驟五中獲得的x(k)的周期波動分量輸入到重復控制器的離散化方程，獲得重復控制器在本計算周期的輸出值y_RC(k)；再將y_RC(k)與相加，獲得帶有前饋的重復控制器在本計算周期的輸出值y_RC1(k)；

重復控制器的離散化方程為：yRC(k)=λ2(a)+x~(k),]]>

其中，λ₂(a)為數組λ₂的第a個元素值，λ₂為用于存儲重復控制器輸出值的數組，所述數組λ₂的寬度為M；0≤a≤M，且a為整數，M為大于100的正整數；

步驟八、對數組λ₂中的元素進行更新，令λ₂(a)=y_RC(k)，判斷a是否大于M，若判斷結果為是，則令a=a-M，執行步驟九，否則，執行步驟八一；

步驟八一、令a=a+1，執行步驟九；

步驟九、將步驟六獲得的輸出值y_PI(k)和步驟七獲得的輸出值y_RC1(k)相加，獲得升壓電路中功率開關器件的占空比；

步驟十、將步驟九所獲得的占空比輸入到升壓電路，由升壓電路中的脈寬調制模塊獲得升壓電路中功率開關器件的控制信號，并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。