[發(fā)明專利]一種綜合管廊用光伏發(fā)電控制系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510434741.5
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN104991601B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔傳慶;文鵬;陸建群;任偉娜
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南市市政工程設(shè)計研究院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

1.一種綜合管廊用光伏發(fā)電控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個光伏板，所述光伏板通過最大功率追蹤控制電路與母線相連，母線上并聯(lián)有多個蓄電池，母線還通過逆變器與負(fù)載相連；所述光伏板還分別與電壓檢測電路及電流檢測電路相連，電壓檢測電路及電流檢測電路分別與控制器相連，控制器與最大功率追蹤控制電路相連，所述最大功率追蹤控制電路包括依次相連的保護(hù)電路、濾波電路、Boost變換器，保護(hù)電路與光伏板相連，Boost變換器與母線相連；

所述控制器根據(jù)光伏板輸出電壓、輸出電流調(diào)節(jié)Boost變換器占空比，跟蹤光伏板輸出的下一時刻的輸出電壓，實現(xiàn)光伏板的最大功率追蹤控制；

應(yīng)用該系統(tǒng)的控制方法，其特征是，包括：光伏發(fā)電最大功率追蹤控制步驟與多蓄電池協(xié)同放電控制的步驟；

在實現(xiàn)光伏發(fā)電最大功率追蹤時，具體步驟包括：

步驟一：首先采集光伏板的輸出電壓及輸出電流，得到光伏板的輸出功率，根據(jù)輸出功率差值與輸出電壓差值的比例計算斜率S并根據(jù)斜率確定搜索步長；確定搜索步長時，首先根據(jù)斜率將光伏板輸出功率與輸出電壓的關(guān)系曲線進(jìn)行劃區(qū)，并根據(jù)實際的光伏板斜率判斷所處的區(qū)，每個區(qū)設(shè)有相應(yīng)的步長；

步驟二：確定下一時刻搜索步長后，利用爬山搜索，來確定搜索方向；爬山搜索時，首先比較光伏板當(dāng)前的輸出功率與上一時刻光伏板的輸出功率大小，如果光伏板當(dāng)前的輸出功率大于上一時刻光伏板的輸出功率，則轉(zhuǎn)入步驟三；否則，轉(zhuǎn)入步驟四；

步驟三：比較光伏板當(dāng)前的輸出電壓與上一時刻光伏板的輸出電壓大小，如果光伏板當(dāng)前的輸出電壓大于上一時刻光伏板的輸出電壓，則光伏板下一時刻的輸出參考電壓等于光伏板當(dāng)前時刻的輸出電壓加上設(shè)定的步長，否則，光伏板下一時刻的輸出參考電壓等于光伏板當(dāng)前時刻的輸出電壓減去設(shè)定的步長；

步驟四：比較光伏板當(dāng)前的輸出電壓與上一時刻光伏板的輸出電壓大小，如果光伏板當(dāng)前的輸出電壓大于上一時刻光伏板的輸出電壓，則光伏板下一時刻的輸出參考電壓等于光伏板當(dāng)前時刻的輸出電壓減去設(shè)定的步長，否則，光伏板下一時刻的輸出參考電壓等于光伏板當(dāng)前時刻的輸出電壓加上設(shè)定的步長；

步驟五：控制器調(diào)節(jié)Boost變換器占空比，跟蹤光伏板下一時刻的輸出參考電壓，實現(xiàn)光伏板的最大功率追蹤控制；

所述步驟一中，根據(jù)斜率確定搜索步長時，首先根據(jù)光伏板輸出功率與輸出電壓的關(guān)系曲線將該曲線自上而下分為三個區(qū)，斜率S小于K1時，為1區(qū)，斜率S大于K2時，為3區(qū)，斜率S大于K1小于K2時，為2區(qū)；

通過計算斜率，系統(tǒng)在3區(qū)時，遠(yuǎn)離最大功率點MPP，斜率S較大，此時應(yīng)采用較大步長，加快搜索速度，搜索步長設(shè)為C3；

通過計算斜率，系統(tǒng)在2區(qū)時，靠近最大功率點，但未達(dá)到MPP點，S適中，此時應(yīng)采用適中步長，盡快到達(dá)MPP，捕獲更多功率，搜索步長設(shè)為C2；

通過計算斜率，系統(tǒng)在1區(qū)時，此時已靠近MPP點，為減小系統(tǒng)震蕩，此時應(yīng)采用較小搜索步長，搜索步長設(shè)為C1；C1<C2<C3；

蓄電池協(xié)同放電的具體實現(xiàn)步驟為：

A.計算負(fù)載功率與光伏板功率差值；

e(k)＝P_load(k)-P_pv(k)

B.控制器檢測各個蓄電池的剩余容量SOC，剩余容量可通過蓄電池端電壓來估算；

C.由剩余容量SOC確定蓄電池放電速率F(SOC)；

D.由比例積分進(jìn)行調(diào)節(jié)產(chǎn)生PWM信號，確定蓄電池控制電流，實現(xiàn)閉環(huán)PI控制；

比例積分PI控制具體計算公式為：

u(k)=Kp·F(soc)·e(k)+KiΣj=0kF(soc)·e(k)]]>

式中，u(k)為輸出控制量，即占空比大小，K_p為比例常數(shù)，K_i為積分常數(shù)。