[發明專利]一種綜合管廊用光伏發電控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201510434741.5
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN104991601B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 崔傳慶;文鵬;陸建群;任偉娜
• 申請（專利權）人: 濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種綜合管廊用光伏發電控制系統及控制方法。

背景技術

綜合管廊是指將多種管線比如電力、弱電、給水、熱力等科學合理的容納在一個地下管廊中。綜合管廊因對地下空間的高效利用、避免道路反復開挖、便于后期維護等優點，日漸受到重視。

光伏發電是一種清潔、高效、可持續的新型能源。利用光伏發電向地下綜合管廊供電將有以下積極效果：

1.管廊中安裝有照明、動力、水泵等用電設備。目前，綜合管廊供電是利用10KV高壓線纜埋地敷設至管廊配電所，再經過管廊配電所向管廊供電。利用光伏發電供電，可以省卻10KV線纜敷設投資，降低建設成本。

2.光伏發電可持續、可再生，從長遠看，利用光伏發電供電可以降低管廊的維護成本。

3.光伏發電能夠產生良好的生態效益。

在現有的光伏發電供電技術中，尚存在以下問題：

1.現有的最大功率追蹤控制技術主要有爬山法、擾動觀察法、模糊控制、神經網絡控制等。爬山算法因簡單、易于實現，在光伏發電場合應用較多。但現有的爬山算法存在以下不足：爬山算法搜索步長是固定的。如果搜索步長設定較大，在最大功率點處，容易出現震蕩，形成光伏功率損失；如果搜索步長設定較小，爬山搜索速度較慢，捕獲功率較小。

2.當多個蓄電池串聯使用時，由于各蓄電池內阻不一致，容易出現有的蓄電池放電多，有的蓄電池放電少。蓄電池整體利用效率低。現有技術中，對多個蓄電池協調放電的研究尚未應用。

發明內容

為解決現有技術存在的不足，本發明公開了一種綜合管廊用光伏發電控制系統及控制方法，該系統改進了一種光伏發電最大功率追蹤控制策略，并提出了一種多蓄電池協同放電控制策略。最大功率追蹤控制方法具有搜索速度快，穩態精度高的優點。在遠離最大功率點時，自動采用較大步長，加快搜索速度，在靠近最大功率點時，采用較小步長，減少功率損失。

為實現上述目的，本發明的具體方案如下：

一種綜合管廊用光伏發電控制系統，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，母線上并聯有多個蓄電池，母線還通過逆變器與負載相連；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電路、濾波電路、Boost變換器，保護電路與光伏板相連，Boost變換器與母線相連；

所述控制器根據光伏板輸出電壓、輸出電流調節Boost變換器占空比，跟蹤光伏板輸出的下一時刻的輸出電壓，實現光伏板的最大功率追蹤控制。

所述母線與蓄電池之間還串聯有蓄電池充放電控制電路，所述蓄電池充放電控制電路包括BUCK/BOOST變換器，BUCK/BOOST變換器通過熔斷器與蓄電池相連。

所述控制器首先計算負載功率與光伏板功率差值，根據該差值計算蓄電池的剩余容量SOC，由剩余容量SOC確定蓄電池放電速率，通過比例積分控制，調節BUCK-BOOST變換器占空比，進而調節蓄電池充放電電流。

所述保護電路包括與光伏板相連的保險絲，保險絲與壓敏電阻相連，壓敏電阻與光伏板相并聯；所述濾波電路包括相并聯的電容及極性電容；Boost變換器包括相并聯的晶閘管、電容及極性電容，所述晶閘管還與電感及二極管相連。

所述第二DC/DC變換器包括極性電容以及與該電容相并聯的晶閘管組，所述晶閘管組為相串聯的兩個晶閘管，兩個晶閘管之間的線路還與電感相連，電感與熔斷器相串聯。

所述電壓檢測電路包括依次相連的電阻分壓網絡電路、隔離電路、射極跟隨電路及電平抬升電路及低通濾波電路，所述電阻分壓網絡將被測信號衰減到DSP控制器適合范圍并傳送至隔離電路，隔離電路用于阻斷被測信號對DSP微控制器的干擾并與射極跟隨電路相連，射極跟隨電路用于提高輸入阻抗，降低輸出阻抗，電平抬升電路將-3v～+3v信號轉換為0～3v，以適應DSP端口承受范圍，低通濾波電路用于消除被測信號的高頻干擾并與控制器相連。

所述電流檢測電路包括依次連接的電流采集電路、射極跟隨電路、電平抬升電路、反向放大電路、端口保護電路，電流采集電路用于提取被測電流信號，射極跟隨電路用于提高后級電路對被測信號的提取能力，電平抬升電路用于將被測信號抬升至DSP適應的范圍，端口保護電路用于保護DSP模擬量輸入引腳，防止過電壓出現。

一種綜合管廊用光伏發電控制方法，包括：光伏發電最大功率追蹤控制步驟；在實現光伏發電最大功率追蹤時，具體步驟包括：