一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路及装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路，包括：功率分配控制器，均流电路，均流总线，均功率电路，脉宽调节控制电路以及最大功率点跟踪调节电路；所述均流总线连接所述均流电路，所述均流电流连接所述均功率电路，所述均功率电路连接所述最大功率点跟踪调节电路连接所述脉宽调节控制电路及所述功率分配控制器。

A Power Distribution Circuit and Device for Photovoltaic Direct-Supply DC Power Supply System

【技术实现步骤摘要】
一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路及装置
本技术涉及光伏发电与市电互补
电路保护
，特别涉及一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路及装置。
技术介绍
新能源光伏发电作为未来传统能源的主要替代者，越来越受到广泛关注和高度重视。影响光伏发电效率的主要因素是太阳的光照情况，光伏发电输出功率随太阳光照、环境温度等外部条件而时刻变化。为了提高新能源光伏发电利用率，实现光伏发电系统输出功率最大，根据光伏组件的特性，需要对光伏发电系统的最大功率点进行跟踪。实现最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking,MPPT)方法较多，主要有恒定电压法、扰动观察法、电导增量法等，通常是调整输出功率以测算是否处于最大功率点，是目前的主要措施之一。在进行光伏发电能量协调控制的同时，不仅需要考虑光伏与电网之间功率分配的问题，也要兼顾到光伏发电所需的MPPT控制，两者协调统一，才能使光伏发电系统能效发挥到最大。
技术实现思路
为了实现光伏发电与电网之间功率分配的协调与控制，使光伏发电可以取得最佳运行效率，本技术提出一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路及装置。首先，本申请提出一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路，包括：功率分配控制器，均流电路，均流总线，均功率电路，以及最大功率点跟踪调节电路；所述均流总线连接所述均流电路，所述均流电流连接所述均功率电路，所述均功率电路连接所述最大功率点跟踪调节电路连接所述脉宽调节控制电路及所述功率分配控制器。进一步地，在上述电路中，所述均流电路包括：均流总线电路及电流采集电路；其中，所述均流总线电路包括第一运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻和第五电阻；所述第一电阻连接所述第一运算放大器的负输入端，所述第二电阻连接所述第一运算放大器的正输入端，所述第三电阻连接所述第一运算放大器的负输入端与输出端之间，所述第四电阻连接所述第一运算放大器的输出端，所述第五电阻一端连接所述第一运算放大器的正输入端，另一端接地；其中，所述电流采集电路包括第二运算放大器，第六电阻，第七电阻，第八电阻，第九电阻和第十电阻；所述第六电阻连接所述第二运算放大器的负输入端，所述第七电阻连接所述第二运算放大器的正输入端，所述第八电阻连接所述第二运算放大器的负输入端与输出端之间，所述第九电阻连接所述第二运算放大器的输出端，所述第十电阻一端连接所述第二运算放大器的正输入端，另一端接地。其中，所述差分放大电流包括第三运算放大器，第十一电阻和第一电容，所述第三运算放大器的负输入端连接所述第四电阻的一端，其正输入端连接所述第九电阻，所述第一电容与所述第十一电阻串联连接，并连接所述第三运算放大器的负输入端和输出端之间。进一步地，在上述电路中，所述均功率电路包括第四运算放大器，第一三极管和第十二电阻；其中，所述第四运算放大器的正输入端连接所述第三运算放大器的输出端，其负输入端连接所述第十二电阻的一端，其输出端连接所述第一三极管的基极；所述第一三极管的发射极连接所述第十二电阻的一端，其集电极连接所述最大功率点跟踪调节电路的输入端；所述第十二电阻的另一端接地。其次，本申请提出一种光伏直供直流电源系统功率分配的装置，包括以下模块：第一获取模块，用于获取直流母线上光伏直流直供单元输出电压Up和直流电源模块输出电压Ug；电压控制模块，用于调整输出电压使ΔU＝Up-(Ug+Ustep)为0，其中Ustep为电压梯级；第二获取模块，用于获取实际负载功率Pr、光伏直流直供单元输出功率Pp和直流电源模块输出功率Pg；功率分配控制模块，用于对比实际负载功率Pr与光伏直流直供单元输出功率Pp的值，并当Pp＞Pr时，令其中，Ppi为单个光伏单台直流直供模块输出功率，n为大于1的正整数，表示光伏单台直流直供模块的数量；当0＜Pp＜Pr时，调整光伏直流直供模块输出比例系数Kp、直流电源模块输出比例系数Kg及单台直流电源模块输出功率Pgj的值，使得总输出功率等于实际负载功率Pr，即，使其中，n和m是大于1的正整数，分别表示光伏单台直流直供模块的数量和直流电源模块的数量，Ppi为单台光伏单台直流直供模块输出功率；当Pp＝0时，令1.一种光伏直供直流电源系统功率分配的装置，所述功率分配控制模块还包括以下子模块：均流模块，用于分别在直流电源模和光伏直流直供单元执行内部均流输出。2.一种光伏直供直流电源系统功率分配的装置，所述功率分配控制模块还包括以下子模块：均功率模块，用于分别在光伏直流直供单元与直流电源模块执行均功率输出；最大功率点跟踪模块，用于在光伏直流直供单元上执行最大功率点跟踪；脉宽调节模块，用于对输出电流执行脉宽调节控制。3.一种光伏直供直流电源系统功率分配的装置，所述Ustep为常数，且取值为1V。本申请的有益成果是，通过上述电路及装置可实现光伏发电与电网之间功率分配的协调与控制，使光伏发电可以取得最佳运行效率。附图说明图1所示为本申请所提出的一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路和装置的应用于电力系统结构示意图；图2所示为本申请所提出的一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路和装置的第一实施例流程图；图3所示为本申请所提出的一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路和装置的第二实施例流程图；图4所示为本申请所提出的一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路和装置的均功率原理框图；图5所示为申请所提出的一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路的均流电路图；图6所示为申请所提出的一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路的均功率电路图；图7所示为申请所提出的一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路的均流电路图和均功率电路的连接示意图；图8所示为申请所提出的一种光伏直供直流电源系统功率分配的装置的框架图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本技术的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。参照图1所示为本申请所提出的一种光伏直供直流电源系统功率分配的方法的应用于电力系统结构示意图。本实施例以常规配置光伏直流直供接入的直流电源系统为例，系统由蓄电池组、直流电源模块、光伏直流直供单元组成，蓄电池组共1组，包含104节2V/300Ah铅酸阀控蓄电池，浮充电压Uf为2.25V×104节＝234V,均充电压Uj为2.35V×104节＝244.4V,截止电压Us为1.80V×104节＝187.2V。蓄电池组长期处于浮充状态，蓄电池组电压为Ub，输出功率为Pb，系统功率由直流电源模块和光伏直流直供单元组合提供。直流电源模块输出电压为Ug，输出功率为Pg，包含3台直流电源模块(Mg1～Mg3)，每台直流电源模块的额定功率为3kW。其中：Pgi为单台直流电源模块输出功率光伏直流直供单元输出电压为Up，输出功率为Pp，包含2台光伏直流直供模块(Mp1～Mp2)，每台直流直供模块的额定功率为3kW。其中：Ppi为单台直流直供模块输出功率直流负载功率为Pr，通常约为3kW～5kW，与使用工况有关。其中：Pp为直流直供模块输出功率，Pg为直流电源模块输出功率，Pb本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路，其特征在于，包括：功率分配控制器，均流电路，均流总线，均功率电路，脉宽调节控制电路以及最大功率点跟踪调节电路；所述均流总线连接所述均流电路，所述均流电流连接所述均功率电路，所述均功率电路连接所述最大功率点跟踪调节电路连接所述脉宽调节控制电路及所述功率分配控制器。

【技术特征摘要】
1.一种光伏直供直流电源系统功率分配的电路，其特征在于，包括：功率分配控制器，均流电路，均流总线，均功率电路，脉宽调节控制电路以及最大功率点跟踪调节电路；所述均流总线连接所述均流电路，所述均流电流连接所述均功率电路，所述均功率电路连接所述最大功率点跟踪调节电路连接所述脉宽调节控制电路及所述功率分配控制器。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述均流电路包括：均流总线电路、电流采集电路和差分放大电路；其中，所述均流总线电路包括第一运算放大器，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻和第五电阻；所述第一电阻连接所述第一运算放大器的负输入端，所述第二电阻连接所述第一运算放大器的正输入端，所述第三电阻连接所述第一运算放大器的负输入端与输出端之间，所述第四电阻连接所述第一运算放大器的输出端，所述第五电阻一端连接所述第一运算放大器的正输入端，另一端接地；其中，所述电流采集电路包括第二运算放大器，第六电阻，第七电阻，第八电阻，第九电阻和第十电阻；所述第六电阻连接所述第二运算放大器的负输入端，所述第七电阻连接所述第二运算放大器的正输入端，所述第八电阻连接所述第二运算放大器的负输入端与输出端之间，所述第九电阻连接所述第二运算放大器的输出端，所述第十电阻一端连接所述第二运算放大器的正输入端，另一端接地；其中，所述差分放大电流包括第三运算放大器，第十一电阻和第一电容，所述第三运算放大器的负输入端连接所述第四电阻的一端，其正输入端连接所述第九电阻，所述第一电容与所述第十一电阻串联连接，并连接所述第三运算放大器的负输入端和输出端之间。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述均功率电路包括第四运算放大器，第一三极管和第十二电阻；其中，所述第四运算放大器的正输入端连接所述第三运算放大器的输出端，其负输入端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑永强，林宇光，雷博，陈美兰，苏羽，张春贺，魏强，
申请(专利权)人：珠海瓦特电力设备有限公司，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：广东,44