[發明專利]一種船用光伏發電系統電能質量自適應提升系統及方法

在審

• 申請號: 202211358924.X
• 申請日: 2022-11-01
• 公開（公告）號: CN116094030A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 邱爰超;任浩榮;凌子喬
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02M7/537;H02M1/12;H02M1/088;H02M5/10;H02M1/00
• 代理公司: 北京信宇創知識產權代理事務所(普通合伙) 16121
• 代理人: 汪學品

本發明涉及光伏發電領域，具體公開了一種船用光伏發電系統電能質量自適應提升系統及方法，所述系統包括：所述系統包括逆變控制子系統、粒子群多目標優化模塊和功率分配模塊；逆變控制子系統由功率外環PI控制和電流內環PI控制組成，用于進行平抑并網功率波動的協調控制；所述粒子群多目標優化模塊用于構建以三相電壓不平衡度最小fsubgt;VOL/subgt;和并網電流總畸變率最小fsubgt;H/subgt;的多目標優化函數；功率分配模塊，所述功率分配模塊用于進行功率分配數值，修正光伏系統逆變器并網控制參數；本發明可直接實時修正船用光伏逆變器控制的運行參數，提升光伏并網側電能質量，簡化控制系統，有利于節約成本、提高系統的額魯棒性。

技術領域

本發明涉及光伏發電領域，具體是一種船用光伏發電系統電能質量自適應提升系統及方法。

背景技術

船作為一種重要的水上交通工具已經有幾千年的歷史了，早期的船由于制造水平有限都是用人工劃槳驅動，隨著制造水平的不斷進步，慢慢的出現了動力船，比如蒸汽驅動或柴油驅動，大大的提高了船的使用效率。隨著技術的進步，船的功能也逐漸增多，而不單純是一個運輸的工具。現在，大部分船上配備了一些用電設備，這些設備主要是通過在船上裝置發電機組來實現，但發電機組也是高耗能設備，一般使用柴油或汽油作為燃料，在使用過程中會排出大量的污染物，這對壞境是一種污染，而且一旦發電機出現故障，將會導致用電設備無法使用。

然而船舶在航行過程中能接受到較強的太陽光輻射，太陽能作為一種可再生的清潔能源在很多領域得到了廣泛的應用，將太陽能應用于船舶發電可以很好解決污染的問題，但是太陽能發電存在受限環境因素導致其輸出功率表并不穩定，尤其在海上環境更加復雜，這就導致其電能質量較差。

中國專利CN?113162110A公開了一種基于船舶上加裝并網型太陽能光伏發電系統，太陽能光伏組件利用太陽能對其的光生伏特效應產生直流電源，之后通過逆變器將直流電轉變為船舶所需的三相交流電后經過光伏并網柜作為太陽能光伏發電系統的總輸出端口并入至船舶主電站,并由船舶電網輸送給船舶負載使用；雖可有效的減少船舶燃油機發電機的運行使用,并可利用船舶主甲板露天部分非操作區域靈活布置太陽能光伏組件串，從而減少太陽能光伏組件設備所產生電力總額的損失，但是陽能發電存在受限環境因素導致其輸出功率表并不穩定，基于此，需優化改進處理；又如中國專利文獻CN111987990A公開了一種船舶太陽能光伏發電保障系統，它包括有與外控電路連接的火災報警電路以及溫度檢測電路，火災報警電路安裝在船舶動力室內，溫度檢測電路安裝在光伏板底部，火災報警電路由紅外發射管、紅外接收管、壓電喇叭以及報警模塊構成，溫度檢測電路由溫度傳感器與檢測電路構成,采用本方案后的布局合理、可以有效增加光伏發電安全系數，對光伏發電的安全進行有效保障，但還是不能解決本發明的技術問題。

綜上所述,為了解決上述問題，本發明提供了一種船用光伏發電系統電能質量自適應提升系統及方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種船用光伏發電系統電能質量自適應提系統及方法，采用粒子群多目標優化模塊構建以三相電壓不平衡度最小f_VOL和并網電流總畸變率最小f_H的多目標優化函數，通過粒子群算法求解并網無功功率、有功功率、濾波電感和濾波電容之間的非線性函數優化問題，獲得下一時刻船用光伏并網系統最佳無功功率、有功功率、濾波電感和濾波電容，引入功率分配模塊，計算功率分配數值，修正光伏系統逆變器并網控制參數，實現船用光伏并網側電能質量的自適應提升。

直接實時修正船用光伏逆變器控制的運行參數，提升光伏并網側電能質量，簡化控制系統，有利于節約成本、提高系統的額魯棒性，使光伏并網系統更適應復雜多變的船舶環境。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種船用光伏發電系統電能質量自適應提升系統，所述系統包括逆變控制子系統、粒子群多目標優化模塊和功率分配模塊；

逆變控制子系統：用于進行平抑并網功率波動的協調控制；