[發(fā)明專利]一種光伏直流均壓供電協(xié)調(diào)控制裝置及方法

有效

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• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112054502B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 李練兵;何桂欣;張金龍;王佳;田云峰;劉漢民;董文琦;袁冬冬;任巍曦;王陽;趙治國;孫騰達;孫坤
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學;國網(wǎng)冀北張家口風光儲輸新能源有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02M3/157;H02M3/07;H02M7/5387;H02J3/38
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發(fā)明為一種光伏直流均壓供電協(xié)調(diào)控制裝置及方法。該裝置包括光伏升壓部分、光伏直流均壓部分、光伏并網(wǎng)部分和DSP；對裝置組成進行了新的整合，同時在光伏直流均壓部分中設計了直流均壓電路，通過MOS管S1和S2、電感L2、電容C1和C2、負載R1和R2的連接及組成方式等設計，實現(xiàn)了光伏直流供電協(xié)調(diào)控制，解決光伏直流供電不穩(wěn)定，就地消納控制方法復雜，輸電并網(wǎng)線損嚴重等問題。本發(fā)明實現(xiàn)了對直流負載單元的直接供電，且在接入不平衡負載情況下，也能保持均壓及穩(wěn)定供電；并且本系統(tǒng)可后接三相逆變器，余電并網(wǎng)，不影響現(xiàn)存的系統(tǒng)結構，也可以接單相逆變器為單相交流負載供電，適用性廣，實用性強。

技術領域

本發(fā)明屬于技術領域，涉及光伏供電協(xié)調(diào)控制裝置及方法，尤其是一種光伏直流均壓供電協(xié)調(diào)控制裝置及方法。

背景技術

隨著國家新能源戰(zhàn)略的快速發(fā)展和節(jié)能減排意識的不斷增強，光伏發(fā)電技術的發(fā)展是能源利用的新趨勢。光伏直流供電不穩(wěn)定，就地消納控制方法復雜，所以大部分光伏發(fā)電會經(jīng)由并網(wǎng)逆變器接入電網(wǎng)，但輸電并網(wǎng)線損嚴重，并網(wǎng)可能會引起電壓越限、諧波及頻率穩(wěn)定問題，嚴重時危害在網(wǎng)設備安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

如今對光伏直流供電，就地消納，實現(xiàn)對直流負載單元的直接供電的研究越來越多。題為“智能樓宇光伏直流供電系統(tǒng)”通過將光伏發(fā)電直接接入直流母線，從而達到減少現(xiàn)有技術中直流變成交流供電的損耗，但穩(wěn)定性不高。題為“一種支持多電平技術的直流電壓分壓電路”在多電平技術的直流電壓均壓電路中，為用于分擔直流電壓每個電壓單元上連接一個直流交流變換器及一個高頻變壓器，當不同電壓單元的負載電壓不相同時，通過直流交流變換器將能量傳遞，從而使得不同電壓單元的電壓均壓，但實現(xiàn)方法復雜。因此需要提出一種光伏直流均壓供電協(xié)調(diào)控制裝置及方法，通過光伏升壓，光伏直流均壓，光伏并網(wǎng)這三部分，實現(xiàn)光伏直流供電協(xié)調(diào)控制，解決光伏直流供電不穩(wěn)定，就地消納控制方法復雜等問題，實現(xiàn)對E和2E兩種電壓等級直流負載單元的均衡穩(wěn)定直接供電。在接入不平衡負載情況下，也能通過DSP控制MOS管保持均壓。且系統(tǒng)后接三相逆變器，余電可并網(wǎng)，不影響現(xiàn)存的系統(tǒng)結構。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提出一種光伏直流均壓供電協(xié)調(diào)控制裝置及方法。該裝置將光伏升壓部分、光伏直流均壓部分、光伏并網(wǎng)部分，這三部分進行了新的整合，同時在光伏直流均壓部分中設計了直流均壓電路，通過MOS管S1和S2、電感L2、電容C1和C2、負載R1和R2的連接及組成方式等設計，實現(xiàn)了光伏直流供電協(xié)調(diào)控制，解決光伏直流供電不穩(wěn)定，就地消納控制方法復雜，輸電并網(wǎng)線損嚴重等問題，實現(xiàn)對直流負載單元的直接供電，且在接入不平衡負載情況下，也能保持均壓及穩(wěn)定供電。并且本系統(tǒng)可后接三相逆變器，余電并網(wǎng)，不影響現(xiàn)存的系統(tǒng)結構，也可以接單相逆變器為單相交流負載供電，適用性廣，實用性強。

本發(fā)明解決其現(xiàn)實問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的：

一種光伏直流均壓供電協(xié)調(diào)控制裝置，該裝置包括光伏升壓部分、光伏直流均壓部分、光伏并網(wǎng)部分和DSP；

所述的第一部分光伏升壓部分包括光伏陣列、Boost升壓電路和電壓檢測模塊1，所述光伏陣列，由N組光伏電池板串聯(lián)組成；所述Boost升壓電路，包括電感L1、二極管和MOS管S；N＝2～20；

其連接關系為：所述光伏陣列的正電壓端與電感L1連接，電感L1與二極管陽極相連；所述二極管的陰極端與電壓檢測模塊1相連；所述MOS管S的漏極端和二極管的陽極端相連，MOS管S的源極端和光伏陣列的負電壓端相連，MOS管S的柵極端與MOS管驅動電路發(fā)出的驅動信號BOOST-PWM相連；

所述第二部分光伏直流均壓部分包括2E負載接口+端、2E負載接口-端、MOS管S1和S2、電感L2、電容C1和C2、E負載接口1+端、E負載接口1-端、E負載接口2+端、E負載接口2-端，電壓檢測模塊2；