[實用新型]基于改進型模糊控制的光伏并網發電系統

有效

• 申請號: 201520539937.6
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN204858588U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 王川川;王峰;吳謙
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/40;H02S40/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種基于改進型模糊控制的光伏并網發電系統，尤其涉及一種能夠同步實現最大功率點跟蹤(MPPT)和電網電壓同頻同相的并網發電系統。

背景技術

如何解決最大功率點跟蹤的問題是目前擺在研究人員面前的主要困難。影響光伏系統輸出電壓和電流的因素很多，例如周圍環境的溫度，太陽光照射的強度等等，光伏電池轉換效率低的根本原因是輸出特性所具有的非線性。為了充分提高光伏發電系統的能量轉化效率，必須采用適當的最大功率點跟蹤MPPT算法控制光伏發電變換器，使系統保持運行在光伏陣列最大功率點附近。

傳統的最大功率方法在實際使用中存在不同的缺點，跟蹤效果不理想、硬件實現復雜。目前常用的有擾動觀測法和增量電導法。擾動觀測法的原理是每隔一定時間改變光伏陣列輸出電壓，并觀測之后其輸出功率變化方向，以此決定下一步的擾動信號。該方法雖然算法簡單易于實現，但速度較慢，在特殊情況下還會出現誤判。增量電導法是通過比較輸出電導的變化量和瞬時電導值的大小來決定參考電壓的變化方向。該方法雖然響應速度快，控制精度高，但對傳感器的精度要求很高，而且大量時間花費在A/D轉化上，實現起來相對困難。模糊控制本身就是一個非線性的控制方式，而且數學模型比較簡單，有更好的靈活性和適應性，因此本文將模糊控制應用于逆變電路及其光伏電池的最大功率點跟蹤方法中。

發明內容

本實用新型利用模糊控制法能夠同步實現最大功率點跟蹤(MPPT)和電網電壓同頻同相的并網發電系統。

本實用新型所述一種光伏并網發電系統是由前級Boost升壓電路、逆變電路、數據采集電路、驅動電路及其控制電路組成。Boost變換器是用來提高直流電壓以滿足并網逆變器工作要求的直流斬波裝置，而且光伏陣列的最大功率點追蹤控制也是通過它來實現的。在本文中，Boost變換器的電力電子器件(MOSFET)的控制脈沖是通過模糊控制單元來控制輸出的。逆變器電路是由4個功率開關(MOSFET)、電感以及隔離變壓器組成。逆變電路開關管的導通是由模糊控制器控制Spwm驅動電路實現的。進而控制輸出電流保持正弦波輸入公用電網。控制電路是三個模糊控制器組成。其中，模糊控制器3用來控制Boost升壓電路，提高光伏電池陣列的功率轉化效率，對光伏電池陣列進行最大功率點跟蹤。模糊控制器1和2用來控制逆變電路，滿足逆變并網要求的直流母線電流的同頻同相。如上所述的并網發電系統中Boost升壓電路：通過處理模糊控制器1的算法，產生Spwm信號，控制Boost升壓電路開關管的導通，進而控制輸出電壓的大小實現最大功率點的跟蹤控制。如上所述的并網發電系統中逆變電路：通過處理模糊控制器2和3的算法，產生Spwm信號驅動逆變電路開關管的導通與關斷，使得輸出電流跟電網電壓同頻同相。

本實用新型與傳統光伏并網系統相比具有以下優點：

1該方法雖然響應速度快，控制精度高，硬件電路簡單。

2開關頻率低、諧波畸變率小、可實現并網發電要求的單位功率因數。

3能夠有效抑制MPP振蕩問題。

4在有效抑制諧波畸變率的前提下，克服了滯環比較控制實時跟隨參考電流與電感電流誤差來調整功率開關管的通斷所帶來的開關頻率不固定、損耗偏高等缺點。

附圖說明

圖1是光伏并網發電系統圖

圖2是模糊控制器3的結構與原理圖

圖3是光伏并網發電系統組成的原理框圖

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做出詳細說明：