本实用新型专利技术公开了一种用于抑制光伏水泵母线电压扰动的控制系统，包括光伏阵列，光伏阵列依次连接有变频器、水泵，光伏阵列的输出电压vdc信号与输出电流ipv信号接入控制器，光伏阵列的输出电压vdc信号接入模拟微分电路，模拟微分电路与控制器连接，控制器与变频器连接。本实用新型专利技术一种用于抑制光伏水泵母线电压扰动的控制系统，采用数模结合的控制方式实现对母线电压波动处理的技术，其中模拟电路采用基本的微分限制电路，成本低廉，在有效实现虚拟容抗的同时，节省了控制器成本，并提高了虚拟容抗实现的稳定度。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于光伏水泵系统的控制系统
，具体涉及一种用于抑制光伏水泵母线电压扰动的控制系统。
技术介绍
光伏水泵系统利用光伏电池阵列将光能转化为电能，并经过逆变器等转换装置将电能传输并驱动水泵等负载，从而服务于无电网接入情况下的提水、灌溉、用水等生活需求以及环保节能方面的具体要求。光伏水泵系统的出现给没有接入电网的偏远地区带来了巨大的好处，特别是对农业灌溉、生活及工业用水产生了一定的积极影响。为了尽可能多的获取光伏水泵系统光能转换的效率，就必须进行最大功率点跟踪。随着光照温度等条件的改变，光伏阵列工作最大功率点随之改变，也使得水泵负载运行的工作点发生改变。当最大功率点跟踪使得水泵工作在某频率段，特别是低频段时，由于自身的机械特性及工作环境特性使得其容易形成谐振。水泵的谐振会造成输出功率的波动，进而影响到光伏阵列向逆变器所直接提供的母线电压，该母线电压的波动会对逆变器的稳定运行造成不利影响，母线电压会在谐振频率附近崩溃，使逆变器无法工作。处置办法有通常为：一是快速的越过此频率段，或者在选取设备时就避免使水泵工作在此频率段。二是在软件上实现相应算法，提取母线电压的微分信号进而抑制母线电压波动。然而，对于快速越过谐振频率段或避免使水泵工作在此频率段的方法并不适合负荷为循环泵等需要低频工作的水泵。对于成本要求较高的通用光伏水泵系统，在软件上实现相应算法的处理使得系统对芯片的处理性能有很高的要求，这便增加了系统装置的成本。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于抑制光伏水泵母线电压扰动的控制系统，解决了现有技术中母线电压扰动造成逆变器运行不稳定的问题。本技术所采用的技术方案是，一种用于抑制光伏水泵母线电压扰动的控制系统，包括光伏阵列，光伏阵列依次连接有变频器、水泵，光伏阵列的输出电压vdc信号与输出电流ipv信号接入控制器，光伏阵列的输出电压vdc信号接入模拟微分电路，模拟微分电路与控制器连接，控制器与变频器连接。本技术的特点还在于，控制器的控制芯片采用英飞凌的XE162或者XE164系列单片机。本技术的有益效果是：本技术一种用于抑制光伏水泵母线电压扰动的控制系统，采用数模结合的控制方式实现对母线电压波动处理的技术，其中模拟电路采用基本的微分限制电路，成本低廉，在有效实现虚拟容抗的同时，节省了控制器成本，并提高了虚拟容抗实现的稳定度。附图说明图1是本技术控制系统的结构示意图；图2是本技术中MPPT与模拟微分电路相结合系统框图；图3是本技术中模拟微分电路结构示意图；图4是本技术与传统PID控制比较图。图中，1.光伏阵列，2.变频器，3.水泵，4.控制器，5.模拟微分电路。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术一种用于抑制光伏水泵母线电压扰动的控制系统，如图1所示，包括光伏阵列1，光伏阵列1依次连接有变频器2、水泵3，光伏阵列1的输出电压vdc信号与输出电流ipv信号接入控制器4，控制器4的控制芯片采用英飞凌的XE162或者XE164等系列单片机，光伏阵列1的输出电压vdc信号接入模拟微分电路5，模拟微分电路5与控制器4连接，控制器4与变频器2连接。光伏水泵的MPPT方法与模拟微分电路相结合示意图如图2所示。如图2中，控制器4中最大功率点跟踪(MPPT)部分，采样得到光伏阵列的输出电压vdc与输出电流idc，经MPPT算法计算得到母线电压参考值vdc_ref；常用的MPPT方法有定电压法，扰动观察法以及电导增量法等。PI调节器部分，将得到的母线电压参考值vdc_ref与实际电压vdc作差得误差到e，将此误差e作为PI调节器的输入。模拟微分电路5部分，图2中模拟微分电路表达式其实现如附图3所示。表达式中τ表示为微分时间常数τ＝RC，τ1为模拟微分电路中惯性环节的时间常数τ1＝rC。Z1、Z2为稳压二极管。母线电压信号经过模拟微分电路5后得到微分信号。如图4所示，传统的PID控制输入为给定值uref与反馈值yk的差值e，而本技术的PI控制器4输入为给定值uref与反馈值yk的差值e，模拟微分电路5输入为反馈信号yk。此做法的一个优点是直接对反馈信号信息的处理，而传统的PID控制对高频信号响应容易产生超调甚至振荡。模拟微分电路5的引入直接滤除相应高频信号，而且很容易以较低的成本实现对直流母
线电压微分信号的提取。本技术依据直流母线电容两端的电压不易突变的原理，应用模拟微分电路5通过控制调节作用，使得母线两端类似接入了电容，从而抑制母线电压的波动。本技术通过最大功率点跟踪与模拟微分电路5相结合的方法，实现最大功率点进行跟踪同时，模拟微分电路5取得母线电压微分信号，进一步实现抑制母线电压的波动。使得光伏水泵系统中水泵3可以处在较宽的频率带内进行最大功率点跟踪。本技术促进了光能向电能转换的效率同时，提高光伏水泵系统稳定性的，同时本技术简单的模拟微分电路5也实现了系统硬件成本的降低。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于抑制光伏水泵母线电压扰动的控制系统，其特征在于，包括光伏阵列(1)，光伏阵列(1)依次连接有变频器(2)、水泵(3)，光伏阵列(1)的输出电压vdc信号与输出电流ipv信号接入控制器(4)，光伏阵列(1)的输出电压vdc信号接入模拟微分电路(5)，模拟微分电路(5)与控制器(4)连接，控制器(4)与变频器(2)连接。
【技术特征摘要】
1.一种用于抑制光伏水泵母线电压扰动的控制系统，其特征在于，包括光伏阵列(1)，光伏阵列(1)依次连接有变频器(2)、水泵(3)，光伏阵列(1)的输出电压vdc信号与输出电流ipv信号接入控制器(4)，光伏阵列(1)的输出电压vdc信号接入模...
【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，高建，赵双双，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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