[發(fā)明專利]一種船用光伏發(fā)電系統(tǒng)電能質(zhì)量自適應(yīng)提升系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211358924.X
• 申請(qǐng)日: 2022-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN116094030A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱爰超;任浩榮;凌子喬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/46;H02M7/537;H02M1/12;H02M1/088;H02M5/10;H02M1/00
• 代理公司: 北京信宇創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 16121
• 代理人: 汪學(xué)品

1.一種船用光伏發(fā)電系統(tǒng)電能質(zhì)量自適應(yīng)提升系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括逆變控制子系統(tǒng)、粒子群多目標(biāo)優(yōu)化模塊和功率分配模塊；

逆變控制子系統(tǒng)，用于進(jìn)行平抑并網(wǎng)功率波動(dòng)的協(xié)調(diào)控制；

粒子群多目標(biāo)優(yōu)化模塊，所述粒子群多目標(biāo)優(yōu)化模塊用于構(gòu)建以三相電壓不平衡度最小f_VOL和并網(wǎng)電流總畸變率最小f_H的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；

通過粒子群算法求解并網(wǎng)無功功率、有功功率、濾波電感和濾波電容之間的非線性函數(shù)優(yōu)化問題，獲得下一時(shí)刻船用光伏并網(wǎng)系統(tǒng)最佳無功功率、有功功率、濾波電感和濾波電容；

功率分配模塊，所述功率分配模塊用于進(jìn)行功率分配數(shù)值，修正光伏系統(tǒng)逆變器并網(wǎng)控制參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船用光伏發(fā)電系統(tǒng)電能質(zhì)量自適應(yīng)提升系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變控制子系統(tǒng)由功率外環(huán)PI控制和電流內(nèi)環(huán)PI控制組成，所述逆變控制子系統(tǒng)由功率外環(huán)PI控制和電流內(nèi)環(huán)PI控制組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船用光伏發(fā)電系統(tǒng)電能質(zhì)量自適應(yīng)提升系統(tǒng)，其特征在于，所述粒子群多目標(biāo)優(yōu)化模塊采用粒子群優(yōu)化算法，搜尋非劣解集并保存在Pareto最優(yōu)解集中。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種船用光伏發(fā)電系統(tǒng)電能質(zhì)量自適應(yīng)提升系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)搜索到的最優(yōu)解集，獲得該工況下最佳光伏并網(wǎng)無功功率、有功功率、濾波電感和濾波電容。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船用光伏發(fā)電系統(tǒng)電能質(zhì)量自適應(yīng)提升系統(tǒng)，其特征在于，所述功率分配模塊根據(jù)多目標(biāo)函數(shù)求解結(jié)果計(jì)算功率分配數(shù)值，實(shí)時(shí)修改逆變器并網(wǎng)控制功率外環(huán)的參考有功功率和無功功率。

6.一種基于權(quán)利要求1-5所述的船用光伏發(fā)電系統(tǒng)電能質(zhì)量自適應(yīng)提升方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

S100:構(gòu)建以三相電壓不平衡度最小和并網(wǎng)電流總畸變率最小的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；

S200:信息采集，采集光伏、并網(wǎng)側(cè)功率機(jī)和電壓信信息；

S300:通過粒子群算法求解并網(wǎng)無功功率、有功功率、濾波電感和濾波電容之間的非線性函數(shù)優(yōu)化問題，獲得下一時(shí)刻船用光伏并網(wǎng)系統(tǒng)最佳無功功率、有功功率、濾波電感和濾波電容；

S400:依據(jù)上述步驟計(jì)算功率分配數(shù)值，修正光伏系統(tǒng)逆變器并網(wǎng)控制參數(shù)；

S500:依據(jù)控制參數(shù)，實(shí)時(shí)修正系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種船用光伏發(fā)電系統(tǒng)電能質(zhì)量自適應(yīng)提升方法，其特征在于，所述S200中以三相電壓不平衡度最小和并網(wǎng)電流總畸變率最小的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)如下：

其中，f_VOL為三相電壓不平衡度函數(shù)；f_H為并網(wǎng)電流總畸變率函數(shù)；U_a，b，c分別為并網(wǎng)側(cè)三相電壓；P_ref、P_ref-max分別為逆變器有功功率參考值和最大值；Q_ref、Q_ref-max分別為逆變器無功功率參考值和最大值；P_load、P_load-max分別為船用負(fù)荷這一刻消耗總功率和功率最大值；P_PV為光伏陣列輸出功率、P_DG、P_DG-max分別為船舶柴油發(fā)電機(jī)組這一時(shí)刻輸出總功率和最大額定功率；L為濾波電感；C為濾波電容。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種船用光伏發(fā)電系統(tǒng)電能質(zhì)量自適應(yīng)提升方法，其特征在于，所述步驟S200中信息采集采集的信息包括光伏陣列輸出功率、柴油發(fā)電機(jī)組輸出功率、船舶負(fù)荷消耗功率和并網(wǎng)側(cè)三相電壓。