一種負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制系統(tǒng)及方法，本發(fā)明包括光伏電池控制器。其中光伏電池控制器控制光伏電池輸出功率，電流傳感器采集電流。本發(fā)明首先通過電流傳感器采集光伏輸出電流及負載電流，然后通過采集的電流判斷光伏電池輸出的功率與負載需求的關(guān)系，最后光伏電池控制器根據(jù)上述關(guān)系控制光伏電池輸出的功率。本發(fā)明實現(xiàn)了負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制方法及系統(tǒng)，通過光伏輸出電流和負載電流獲得光伏電池輸出功率和負載需求間的關(guān)系。本發(fā)明使用靈活，對負載需求的判斷方法工程易于實施，對電網(wǎng)電壓沖擊較小。
【專利說明】一種負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源控制【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是人類生存和發(fā)展不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)?；茉吹睦檬钱斍澳茉蠢玫闹饕绞?。由于化石能源在利用過程中會產(chǎn)生大量的有害氣體、固體顆粒以及污染物，致使人類生存環(huán)境日益惡化。且化石能源是一種不可再生能源，能被開發(fā)的已越來越有限。而光伏電池作為新興的綠色可再生能源，以其巨量、安全、清潔的特點，備受各國政府重視。如何提高光伏電池輸出的功率成為近來國內(nèi)外的研究熱點。通過對光伏電池進行最大功率跟蹤可以有效提高光伏電池輸出的功率。常用的最大功率跟蹤算法包括擾動觀察法、電導(dǎo)增益法、模糊控制法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法等。
[0003]現(xiàn)有光伏電池功率控制方法的研究重點是使得光伏電池輸出功率保持最大值，這些最大功率控制方法沒有考慮到光伏電池輸出功率和負載需求之間的關(guān)系。近來越來越多的光伏電池發(fā)電設(shè)備并入電網(wǎng)，當光伏電池輸出功率大于負載需求時，過剩的功率會注入電網(wǎng)造成局部電網(wǎng)的電壓值超過用戶負載電壓正常范圍，損害用戶電器設(shè)備。因此現(xiàn)有的最大功率跟蹤技術(shù)會給電網(wǎng)帶來一定的電壓沖擊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制系統(tǒng)及方法，其目的在于，能夠自適應(yīng)負載需求，使得光伏電池輸出功率和負載需求匹配,減小對電網(wǎng)的電壓沖擊。
[0005]本發(fā)明的系統(tǒng)所采用的技術(shù)方案是:一種負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:光伏電池、BOOST升壓電路、逆變系統(tǒng)、第一電流傳感器、第二電流傳感器、電網(wǎng)、負載和控制系統(tǒng)；所述的光伏電池通過導(dǎo)線與所述的BOOST升壓電路連通，所述的BOOST升壓電路通過導(dǎo)線與所述的逆變系統(tǒng)連通，所述的逆變系統(tǒng)通過導(dǎo)線與所述的第一電流傳感器連通，所述的第一電流傳感器通過導(dǎo)線與所述的第二電流傳感器連通，所述的第一電流傳感器通過導(dǎo)線與所述的負載連通，所述的第二電流傳感器通過導(dǎo)線與所述的電網(wǎng)連通，所述的電網(wǎng)通過導(dǎo)線與所述的負載連通，所述的第一電流傳感器通過導(dǎo)線與所述的控制系統(tǒng)連通，所述的第二電流傳感器通過導(dǎo)線與所述的控制系統(tǒng)連通，所述的控制系統(tǒng)通過導(dǎo)線與所述的BOOST升壓電路連通，所述的控制系統(tǒng)通過導(dǎo)線與所述的逆變系統(tǒng)連通。
[0006]作為優(yōu)選，逆變系統(tǒng)的逆變模塊為IPM或IGBT模塊。
[0007]本發(fā)明的方法所采用的技術(shù)方案是:一種負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0008]步驟1:通過逆變系統(tǒng)逆變鎖相，將光伏電池產(chǎn)生的直流電源逆變成交流電源并入電網(wǎng)；
[0009]步驟2:通過第一電流傳感器采集電流有效值A(chǔ)1，通過第二電流傳感器采集電流有效值A(chǔ)2 ；
[0010]步驟3:將所述的A1和A2進行比較，判斷光伏電池輸出功率是否超過負載需求；
[0011]若A1 > A2，此時光伏電池輸出的功率大于負載的需求，則執(zhí)行下述步驟4 ；
[0012]當A1 < A2，此時光伏電池輸出功率小于或者等于負載需求，則執(zhí)行下述步驟5 ；
[0013]步驟4:通過改變占空比使光伏電池輸出功率遠離最大功率點；
[0014]步驟5:使光伏電池輸出功率保持最大值。
[0015]作為優(yōu)選，步驟2所述的A1和A2，
【權(quán)利要求】
1.一種負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:光伏電池(1)、BOOST升壓電路(2)、逆變系統(tǒng)(3)、第一電流傳感器(4)、第二電流傳感器(5)、電網(wǎng)(6)、負載(7)和控制系統(tǒng)⑶； 所述的光伏電池(1)通過導(dǎo)線與所述的BOOST升壓電路(2)連通，所述的BOOST升壓電路(2)通過導(dǎo)線與所述的逆變系統(tǒng)(3)連通，所述的逆變系統(tǒng)(3)通過導(dǎo)線與所述的第一電流傳感器(4)連通，所述的第一電流傳感器(4)通過導(dǎo)線與所述的第二電流傳感器(5)連通，所述的第一電流傳感器(4)通過導(dǎo)線與所述的負載(7)連通，所述的第二電流傳感器(5)通過導(dǎo)線與所述的電網(wǎng)(6)連通，所述的電網(wǎng)(6)通過導(dǎo)線與所述的負載(7)連通，所述的第一電流傳感器(4)通過導(dǎo)線與所述的控制系統(tǒng)(8)連通，所述的第二電流傳感器(5)通過導(dǎo)線與所述的控制系統(tǒng)(8)連通，所述的控制系統(tǒng)(8)通過導(dǎo)線與所述的BOOST升壓電路(2)連通，所述的控制系統(tǒng)(8)通過導(dǎo)線與所述的逆變系統(tǒng)(3)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制系統(tǒng)，其特征在于:逆變系統(tǒng)(3)的逆變模塊為IPM或IGBT模塊。
3.一種利用權(quán)利要求1所述的負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制系統(tǒng)進行負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:通過逆變系統(tǒng)(3)逆變鎖相，將光伏電池(I)產(chǎn)生的直流電源逆變成交流電源并入電網(wǎng)(6)； 步驟2:通過第一電流傳感器(4)采集電流有效值A(chǔ)1，通過第二電流傳感器(5)采集電流有效值A(chǔ)2 ； 步驟3:將所述的A1和4進行比較，判斷光伏電池⑴輸出功率是否超過負載(7)需求；若A1 SA2，此時光伏電池⑴輸出的功率大于負載(7)的需求，則執(zhí)行下述步驟4; 當A1 < A2，此時光伏電池⑴輸出功率小于或者等于負載(7)需求，則執(zhí)行下述步驟5;步驟4:通過改變占空比使光伏電池(I)輸出功率遠離最大功率點； 步驟5:使光伏電池(I)輸出功率保持最大值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制方法，其特征在于:步驟2所述的AjPA2, 4 =，*馬其中Almax表示第一電流傳感器(4)采集的電流最大值，A2niax表示第二電流傳感器(5)采集的電流最大值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制方法，其特征在于:步驟4所述的通過改變占空比使光伏電池(I)輸出功率遠離最大功率點，其具體是根據(jù)下述公式使得光伏電池(I)的輸出功率減小:
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的負載需求變化自適應(yīng)的光伏電池功率控制方法，其特征在于:步驟5所述的使光伏電池(1)輸出功率保持最大值，采用的是擾動觀察法。
【文檔編號】H02J3/12GK103956745SQ201410178381
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】李德識, 李磊, 陳健 申請人:武漢大學(xué)