[發(fā)明專利]一種儲能開關(guān)電感型準(zhǔn)-Z源單相光伏發(fā)電控制系統(tǒng)和控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410148064.6
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103986184A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周登科
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州天之源新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02S40/30
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1.一種儲能開關(guān)電感型準(zhǔn)-Z?源單相光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于包括控制器和儲能開關(guān)電感型準(zhǔn)-Z?源逆變器；其中：所述控制器包括第一電壓電流檢測單元、第二電壓電流檢測單元、第三電壓電流檢測單元、SPWM調(diào)制單元、比例積分調(diào)節(jié)器PI1和PI2、電壓前饋1、電壓前饋2、鎖相環(huán)PLL、P-Q控制、能量管理和最大功率點(diǎn)跟蹤單元，可通過帶前饋的比例積分器PI調(diào)節(jié)直通占空比穩(wěn)定光伏電池輸出使其工作在最大功率點(diǎn)，使得直流母線電壓一直保持恒定；所述儲能開關(guān)電感型準(zhǔn)-Z?源逆變器包括儲能電池、單相逆變器、二極管D1、二極管D2、二極管D3、開關(guān)管S5、電解電容C1、電解電容C2、電感L1、電感L2、電感L3、LC?濾波器、光伏電池、電網(wǎng)，逆變器所輸出的電流由并網(wǎng)交流電流內(nèi)環(huán)控制，通過能量管理對儲能電池進(jìn)行充放電管理。

2.據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于所述最大功率跟蹤算法具體為：（1）檢測光伏電池輸出電壓和電流，計(jì)算光伏電池輸出功率；（2）獲得最大功率點(diǎn)；（3）依據(jù)最大功率點(diǎn)，確定最大功率點(diǎn)下的光伏電池輸出電壓。

3.據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于所述獲得最大功率點(diǎn)的方法為：判定光伏電池的輸出功率較上次功率是增加還是減??；若增加，則判定輸出電壓較上次是增大還是減小，當(dāng)電壓增大時(shí)此刻在最大功率點(diǎn)左側(cè)按原來的擾動(dòng)方向繼續(xù)增大輸出電壓，當(dāng)電壓減小時(shí)此刻在最大功率點(diǎn)右側(cè)按原來的擾動(dòng)方向繼續(xù)減小輸出電壓，直到發(fā)現(xiàn)光伏電池輸出功率開始減小，則獲得最大功率點(diǎn)；若減小，則判定輸出電壓較上次是增大還是減小，當(dāng)電壓增大時(shí)此刻在最大功率點(diǎn)右側(cè)改變原來的擾動(dòng)方向減小輸出電壓，當(dāng)電壓減小時(shí)此刻在最大功率點(diǎn)左側(cè)改變原來的擾動(dòng)方向增大輸出電壓，直到發(fā)現(xiàn)光伏電池輸出功率開始減小，則獲得最大功率點(diǎn)。

4.據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，其特征在于所述儲能電池的設(shè)計(jì)電壓按照如下方式確定：根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)和光伏電池特點(diǎn)，選取光伏電池的一個(gè)標(biāo)稱電壓VPVN，該電壓為光伏電池的通常工作電壓，預(yù)先設(shè)定期望的直流母線電壓為VPN?時(shí)，所述儲能電池的設(shè)計(jì)電壓為(VPN+VPVN)/2。

5.一種儲能開關(guān)電感型準(zhǔn)-Z源單相光伏發(fā)電的控制方法，其特征在于包含如下步驟：（1）確定儲能電池的設(shè)計(jì)電壓；（2）預(yù)選設(shè)定期望無功功率Q*out為0；（3）確定所述光伏電池期望輸出電壓V*PN；（4）將步驟2中光伏電池的期望輸出電壓減去所述光伏電池的實(shí)際輸出電壓，其差經(jīng)過比例調(diào)節(jié)，輸出所述單相逆變器的直通占空比微調(diào)量；（5）計(jì)算逆變器的直通占空比；（6）測量所述儲能電池的電壓和電流，計(jì)算所述儲能電池的功率；（7）測量述說電網(wǎng)電壓和輸入電網(wǎng)電流，計(jì)算所述單相逆變器的的輸出功率；（8）利用步驟3中所述光伏電池的輸出電壓和電流，計(jì)算所述光伏電池的輸出功率；（9）基于步驟6所述儲能電池功率、步驟7所述單相逆變器的輸出功率和步驟8所述光伏電池輸出功率，進(jìn)行能量管理輸出所述單相逆變器期望輸出有功功率P*out；（10）利用步驟2期望無功功率和步驟9期望輸出有功功率，進(jìn)行P-Q控制輸出所述參考并網(wǎng)電流Iref；（11）通過所述數(shù)字鎖相環(huán)PLL鎖定所述電網(wǎng)電壓相位，并以此作為電流相位信息的參考相角；（12）通過步驟10所述參考并網(wǎng)電流和步驟11所述電流參考相角，得到期望并網(wǎng)電流，并與實(shí)際并網(wǎng)電流做差值，再進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)與所述電網(wǎng)電壓前饋疊加得到參考調(diào)制波；（13）將步驟5中該逆變器直通占空比和步驟12中參考調(diào)制波共同作用與SPWM，產(chǎn)生門驅(qū)動(dòng)信號，控制單相逆變器工作。

6.據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏發(fā)電的控制方法，其特征在于所述步驟1確定儲能電池設(shè)計(jì)電壓的方法在于根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)和光伏電池特點(diǎn)，選取光伏電池的一個(gè)標(biāo)稱電壓VPVN，該電壓為光伏電池的通常工作電壓，預(yù)先設(shè)定期望的直流母線電壓為VPN?時(shí)，所述儲能電池的設(shè)計(jì)電壓為(VPN+VPVN)/2。

7.據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏發(fā)電的控制方法，其特征在于所述步驟3確定光伏電池期望輸出電壓V*PN的方法為測量所述光伏電池的輸出電壓和電流，并基于所述光伏電池的輸出功率進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤，從而進(jìn)行確定。