直流微电网中光伏发电系统的比例积分准谐振控制方法，属于电能变换技术领域。本发明专利技术为了解决由于直流微电网的直流母线电压周期性波动使光伏发电系统无法持续处于最大功率点，进而造成系统效率低的问题。它的过程为，设定光伏电池电流的给定值，采集光伏电池电流，与其给定值作差后分别输入比例积分控制器和准谐振控制器，比例积分控制器的输出值和准谐振控制器的输出值相加作为光伏发电系统中升压电路的占空比，所述的占空比值经过脉宽调制电路获得所述的升压电路中的功率开关器件的控制信号以实现对光伏电池电流的控制。本发明专利技术用于直流微电网中光伏发电系统的控制。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于电能变换
。本专利技术为了解决由于直流微电网的直流母线电压周期性波动使光伏发电系统无法持续处于最大功率点，进而造成系统效率低的问题。它的过程为，设定光伏电池电流的给定值，采集光伏电池电流，与其给定值作差后分别输入比例积分控制器和准谐振控制器，比例积分控制器的输出值和准谐振控制器的输出值相加作为光伏发电系统中升压电路的占空比，所述的占空比值经过脉宽调制电路获得所述的升压电路中的功率开关器件的控制信号以实现对光伏电池电流的控制。本专利技术用于直流微电网中光伏发电系统的控制。【专利说明】
本专利技术涉及，属于电能变换
。
技术介绍
光伏发电技术因其具有清洁、能源近似无限等优点成为解决人类能源紧缺和环境污染双重危机的有效途径而成为研究热点。而基于直流微电网的光伏发电源由于集成形式无需大量的交流逆变器，节省了大量成本，有效降低了系统复杂度，而显示出了巨大的发展潜力和广阔的应用前景。当光伏发电直流微电网连接单相直流-交流逆变电源等负载时，会产生直流母线电压的周期性波动，进而造成光伏发电系统无法持续处于最大功率点，降低了系统效率。现有针对光伏发电系统的研究成果中，一方面以最大功率点跟踪(MPPT)控制技术为重点；另一方面是在通用DC-DC电路的闭环控制方面。MPPT技术可以分为如下几类:定电压法、扰动观测法、电导增量法、基于阻抗匹配的MPPT方法以及基于现代控制理论和智能控制等方法。另外，还有文献研究了用于直流微电网的光伏发电系统的MPPT控制技术，利用直流母线保持不变的特点，能够获得输出功率与直流变换电路中占空比的线性关系，从而只需检测光伏电池的输出电压或者电流就能够对其输出功率进行控制，从而省去了一部分传感器。上述成果均以基于DC-DC电路的光伏电池最大功率输出为研究重点，并未对这种直流电压的周期波动对光伏电池输出功率的影响给出定量分析和相应的解决办法。在通用DC-DC电路的闭环控制方面，有比例-积分控制、滑模变结构控制、反馈线性化方法、无源性控制、自适应控制、内模控制以及模糊、神经网络控制等。上述闭环控制均以直流输出电压恒定为目标，同样未考虑直流母线电压波动对光伏电池输出功率的影响，因而无法解决光伏发电系统效率低的问题。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决由于直流微电网的直流母线电压周期性波动使光伏发电系统无法持续处于最大功率点，进而造成系统效率低的问题，提供了一种。本专利技术所述，该控制方法基于光伏发电系统的控制装置实现，所述控制装置包括光伏电池、升压电路、电流采集电路、比例积分控制器和准谐振控制器，升压电路由滤波电感、全控型开关器件、二极管和脉宽调制电路组成，光伏电池的一端经滤波电感连接二极管的正极，二极管的正极还连接全控型开关器件的集电极，全控型开关器件的发射极连接光伏电池的另一端，全控型开关器件的发射极输出端和二极管的负极输出端作为光伏发电系统的直流母线电压输出端；电流采集电路用于采集光伏电池的电池电流，电流采集电路输出电流信号给加法器，加法器输出的电流信号分别连接比例积分控制器的输入端和准谐振控制器输入端，t匕例积分控制器和准谐振控制器的输出信号相加后输出给脉宽调制电路，脉宽调制电路的输出端连接全控型开关器件的基极；在第k个计算周期，k为正整数，所述比例积分准谐振控制方法包括以下步骤:步骤一:设定光伏电池的电流给定值4，通过电流采集电路采集获得光伏电池的实际值；步骤二:将光伏电池的电流给定值/；与其实际值做差，获得差值x(k)；步骤三:将差值x(k)输入到比例积分控制器，获得比例积分控制器在第k个计算周期的输出值yPI(k)；同时将差值x(k)输入到准谐振控制器，获得准谐振控制器在第k个计算周期的输出值 yQK(k)；步骤四:将比例积分控制器在第k个计算周期的输出值yPI(k)与准谐振控制器在第k个计算周期的输出值yQK(k)相加，获得升压电路中全控型开关器件的占空比；步骤五:脉宽调制电路根据步骤四中获得的占空比信号获得升压电路中全控型开关器件的控制信号，实现对光伏电池电流的闭环控制，进而实现对直流微电网中光伏发电系统的比例积分准谐振控制。步骤三中比例积分控制器的离散化方程为:【权利要求】1.一种，该控制方法基于光伏发电系统的控制装置实现，所述控制装置包括光伏电池(I)、升压电路(2)、电流采集电路(3)、比例积分控制器(4)和准谐振控制器(5)，升压电路(2)由滤波电感(L)、全控型开关器件(T)、二极管(D)和脉宽调制电路(2-1)组成， 光伏电池(I)的一端经滤波电感(L)连接二极管(D)的正极，二极管(D)的正极还连接全控型开关器件(T)的集电极，全控型开关器件(T)的发射极连接光伏电池(I)的另一端，全控型开关器件(T)的发射极输出端和二极管(D)的负极输出端作为光伏发电系统的直流母线电压输出端； 电流采集电路(3)用于采集光伏电池(I)的电池电流，电流采集电路(3)输出电流信号给加法器，加法器输出的电流信号分别连接比例积分控制器(4)的输入端和准谐振控制器(5)输入端，比例积分控制器(4)和准谐振控制器(5)的输出信号相加后输出给脉宽调制电路(2-1)，脉宽调制电路(2-1)的输出端连接全控型开关器件(T)的基极； 其特征在于，在第k个计算周期，k为正整数，所述比例积分准谐振控制方法包括以下步骤: 步骤一:设定光伏电池(I)的电流给定值4，通过电流采集电路(3)采集获得光伏电池(O的实际值； 步骤二:将光伏电池(I)的电流给定值C,与其实际值做差，获得差值x(k)； 步骤三:将差值x(k)输入到比例积分控制器(4)，获得比例积分控制器(4)在第k个计算周期的输出值yPI(k`)； 同时将差值x(k)输入到准谐振控制器(5)，获得准谐振控制器(5)在第k个计算周期的输出值yQK(k)； 步骤四:将比例积分控制器(4)在第k个计算周期的输出值yPI(k)与准谐振控制器(5)在第k个计算周期的输出值yQK(k)相加，获得升压电路(2)中全控型开关器件(T)的占空比； 步骤五:脉宽调制电路(2-1)根据步骤四中获得的占空比信号获得升压电路(2)中全控型开关器件(T)的控制信号，实现对光伏电池(I)电流的闭环控制，进而实现对直流微电网中光伏发电系统的比例积分准谐振控制。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，步骤三中比例积分控制器(4)的离散化方程为: 3.根据权利要求2所述的，其特征在于，步骤三中准谐振控制器(5)的离散化方程为: 【文档编号】H02J1/02GK103532128SQ201310533255【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日 【专利技术者】骆素华, 吴凤江, 骆林松, 张陆捷, 冯帆 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直流微电网中光伏发电系统的比例积分准谐振控制方法，该控制方法基于光伏发电系统的控制装置实现，所述控制装置包括光伏电池（1）、升压电路（2）、电流采集电路（3）、比例积分控制器（4）和准谐振控制器（5），升压电路（2）由滤波电感（L）、全控型开关器件（T）、二极管（D）和脉宽调制电路（2?1）组成，光伏电池（1）的一端经滤波电感（L）连接二极管（D）的正极，二极管（D）的正极还连接全控型开关器件（T）的集电极，全控型开关器件（T）的发射极连接光伏电池（1）的另一端，全控型开关器件（T）的发射极输出端和二极管（D）的负极输出端作为光伏发电系统的直流母线电压输出端；电流采集电路（3）用于采集光伏电池（1）的电池电流，电流采集电路（3）输出电流信号给加法器，加法器输出的电流信号分别连接比例积分控制器（4）的输入端和准谐振控制器（5）输入端，比例积分控制器（4）和准谐振控制器（5）的输出信号相加后输出给脉宽调制电路（2?1），脉宽调制电路（2?1）的输出端连接全控型开关器件（T）的基极；其特征在于，在第k个计算周期，k为正整数，所述比例积分准谐振控制方法包括以下步骤：步骤一：设定光伏电池（1）的电流给定值，通过电流采集电路（3）采集获得光伏电池（1）的实际值；步骤二：将光伏电池（1）的电流给定值与其实际值做差，获得差值x(k)；步骤三：将差值x(k)输入到比例积分控制器（4），获得比例积分控制器（4）在第k个计算周期的输出值yPI(k)；同时将差值x(k)输入到准谐振控制器（5），获得准谐振控制器（5）在第k个计算周期的输出值yQR(k)；步骤四：将比例积分控制器（4）在第k个计算周期的输出值yPI(k)与准谐振控制器（5）在第k个计算周期的输出值yQR(k)相加，获得升压电路（2）中全控型开关器件（T）的占空比；步骤五：脉宽调制电路（2?1）根据步骤四中获得的占空比信号获得升压电路（2）中全控型开关器件（T）的控制信号，实现对光伏电池（1）电流的闭环控制，进而实现对直 流微电网中光伏发电系统的比例积分准谐振控制。FDA0000406956370000011.jpg,FDA0000406956370000012.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：骆素华，吴凤江，骆林松，张陆捷，冯帆，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。