[發明專利]一種具備傾斜特性保護的集成光伏組件功率控制方法

有效

• 申請號: 201610620916.6
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN106059484B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 史旺旺;蔡曉宇;楊俊偉
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: H02S40/30
• 分類號: H02S40/30;H02S40/32;H02J13/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 陳棟智

技術領域

本發明涉及一種光伏組件控制方法，特別涉及一種光伏組件功率控制方法。

背景技術

在分布式光伏系統中，DC/DC控制器除具有MPPT功能外，一般都具有限壓和限流的保護功能，避免器件遭到過電壓或過電流的損壞。限壓和限流控制一般與太陽光的照射方向、區域強度以及陰影等外界因素有關，因此，在極端惡劣條件下光伏組件系統中所有組件將全部工作于保護算法下，MPPT算法全部失效，輸出功率不僅大幅度下降，單個組件的輸出功率也將變得不可控，系統穩定性變差。一個短暫的干擾信號作用下，系統的工作狀態將發生改變，組件輸出功率發生不可預期的變化。這種變化通過通訊網絡傳送至上位機，易使得上位機發生誤判從而進行錯誤的調度；傳統的分布式光伏系統啟動時，大功率的逆變器將先把直流母線電容預充電到啟動電壓，逆變器預充電電路體積較大，或者由前端DC/DC進行電容預充電，當部分組件由于完全遮蔽不能啟動，逆變器將不能啟動，能源的轉換效率低，同時逆變器直流側工作電壓的設計對光伏電池板功率輸出的影響也有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種具備傾斜特性保護的集成光伏組件功率控制方法，提高電路工作的穩定性

本發明的目的是這樣實現的：一種具備傾斜特性保護的集成光伏組件功率控制方法，所述集成光伏組件包括多個結構相同的光伏發電組，每個光伏發電組包括一塊光伏電池板和一個DC/DC變換器，光伏電池板產生的能量經DC/DC變換器發出，所述功率控制方法包括以下步驟：

步驟1)DC/DC變換器接受來自光伏發電組的能量，利用非線性MPPT算法控制光伏組件實現最大功率輸出；

步驟2)通過DC/DC變換器對光伏板輸出的能量進行限壓限流保護，DC/DC變換器的輸出端電壓電流關系曲線設定為傾斜直線；

步驟3)通過傾斜直線和最大功率曲線相互配合實現光伏電池板的能量安全輸出。

作為本發明的進一步限定，步驟2)限壓限流的具體方法為：

步驟a)采集光伏電池板輸出的電壓和電流；

步驟b-1)若集成光伏組件由多個光伏發電組并聯而成，根據采集到的電壓電流建立坐標系，橫坐標為電壓，縱坐標為電流，光伏電池板輸出的恒定功率在該坐標系中顯示為反比例函數曲線；

建立傾斜限流曲線，該曲線方程為：

I＝I_max-k_iuU(1)

恒定功率曲線與傾斜限流曲線的交點：

其中，I是DC/DC輸出電流限流設定值，U是采樣到的輸出電壓值，U_lim1為限流點對應的電壓值，I_max為DC/DC輸出電流最大值，P_i為單個光伏發電組輸出功率，k_iu為并聯模式下傾斜限流曲線斜率，0.01≤k_iu≤0.1，當檢測到U<U_lim1時，退出MPPT控制模式，進入限流控制模式，按照式(1)設定限流值；

建立傾斜限壓曲線，該曲線方程為：

I＝b_i-k_uu·U(3)

其中:

b_i＝k_uu·U_max(4)

恒定功率曲線與傾斜限壓曲線的交點：

其中，U是DC/DC輸出電壓限壓設定值，I為采樣的輸出電流值，U_lim2為限壓點對應的電壓值，U_max為DC/DC輸出電壓最大值，P_i是單個光伏發電組輸出功率，k_uu為并聯模式下傾斜限壓曲線斜率，10≤k_uu≤100，當U>U_lim時，退出MPPT控制，進入限壓控制模式，按照式(3)設定限壓值；

步驟b-2)若集成光伏組件由多個光伏發電組串聯而成，根據采集到的電壓電流建立坐標系，橫坐標為電流，縱坐標為電壓，光伏電池板輸出的恒定功率在該坐標系中顯示為反比例函數曲線；

建立傾斜限壓曲線，該曲線方程為：

U＝U_max-k_ui·I(6)

恒定功率曲線與傾斜限壓曲線的交點：