本发明专利技术公开了一种虚拟串联光伏DPP稳压系统的控制装置，其中，虚拟串联光伏DPP稳压系统包括m个相互串联的直流模块，每个直流模块由一个光伏电池板与一个DPP变换器构成；控制装置包含电流检测装置、电压检测装置以及DSP数字控制器；DSP数字控制器又包含了m个直流模块控制器以及光伏直流模块输出电压控制器。本发明专利技术中，在不同光伏电池之间存在功率失配时，DPP变换器可以保证每一块光伏电池板输出功率为最大功率点，在消除集中变换器的基础上实现了输出电压的稳定，而且DPP变换器额定功率仅为单个光伏电池板功率的一部分，实现了降低成本与增效的统一。
【技术实现步骤摘要】
虚拟串联光伏DPP稳压系统的控制装置
本专利技术涉及电力电子变换器及控制
，尤其涉及一种虚拟串联光伏DPP稳压系统的控制装置。
技术介绍
目前，光伏的主流使用形式是集中式发电，即将光伏电池板进行串联和并联得到光伏阵列，保证足够高的输出电压和电流后，由大功率集中式并网逆变器进行最大功率点跟踪(MPPT)和并网控制，该方式优点明显，即拓扑结构与控制简单、成本相对较低。但也存在明显缺点，即变化范围极宽的输入电压要求采用高耐压、高导通阻抗的器件，且后级的逆变器直流电压利用率低，造成逆变器效率偏低；此外，由于局部阴影、光伏电池板安装角偏差、灰尘、电气参数差异等因素的影响，光伏阵列中，每块光伏电池板输出最大功率点(MPP)处电压与电流不可能一致，导致光伏阵列输出功率受限于功率最小的光伏模块，这种现象称为功率失配，严重时损失功率达30％以上，长期运行会导致光伏模块上产生热斑，并烧毁模块。解决集中式发电问题的常用方法包括光伏直流模块(亦称光伏优化器)、光伏交流模块(亦称光伏微逆变器)方案，两种方案可以保证光伏模块(常见功率约200W)实现MPP运行，但也存在如下的问题：直流模块与交流模块两种方案均采用两级式电路结构，两级变换均为全功率变换器(FPP)，造成控制复杂、效率低、成本高。为消除光伏电池板之间功率失配带来的不利影响，差分功率处理(DPP)方案得到了一定程度的研究，DPP方案中，变换器处理功率仅为光伏电池板额定功率的一部分，且可以实现每块光伏电池板的MPPT控制。但目前研究主要集中于串联型DPP方案，即光伏电池板直接串联，DPP变换器与光伏电池板之间是并联关系，光伏电池板输出电压随外界因素的变化呈现较大的变化范围，为了稳定后级负载电压或者后级变换器输入电压，必须增加集中变换器实现稳压，这大大增加了系统的复杂性与成本。
技术实现思路
针对目前光伏DPP系统需要集中变换器才能实现稳压的问题，本专利技术提出一种虚拟串联光伏DPP稳压系统的控制装置，其结构简单、能够实现每块光伏电池板的最大功率点跟踪与光伏系统的稳压输出。一种虚拟串联光伏DPP稳压系统的控制装置，包括电流检测装置、电压检测装置、DSP数字控制器；所述DSP数字控制器包括光伏直流模块输出电压控制器和m个直流模块控制器；第i直流模块控制器包括第i电流预估模块、第i加法器、第i减法器、第i最大功率点跟踪模块、第iPI调节器和第i信号调制器；光伏直流模块输出电压控制器包括基准信号发生器、第m+1减法器、第m+1PI调节器和后级并网逆变器控制器；m为正整数，i为大于或等于1，且小于或等于m的整数；电流检测装置的第1输入端、第2输入端分别连接虚拟串联光伏DPP稳压系统的电流检测电阻的两端；电压检测装置的第1输入端连接电流检测电阻的一端，第i光伏电池板的正极连接到电压检测装置的第2i输入端，第i直流模块的正极连接到电压检测装置的第2i+1输入端；电流检测装置的第1输出端连接到第i加法器的第1输入端，第i加法器的第2输入端连接到第i电流预估模块的输出端，第i加法器的输出端连接到第i最大功率点跟踪模块的第1输入端；电压检测装置的第i输出端连接到第i电流预估模块的第2输入端、第i最大功率点跟踪模块的第2输入端、第i减法器的负输入端；第i最大功率点跟踪模块的输出端连接到第i减法器的正输入端，第i减法器的输出端连接到第iPI调节器的输入端；第iPI调节器的输出端连接到第i信号调制器的输入端、第i电流预估模块的第1输入端；第i信号调制器的输出端信号作为第iDPP变换器的驱动信号；电压检测装置的第m+1输出端连接到第m+1减法器的负输入端，第m+1减法器的正输入端连接到基准信号发生器的输出端，第m+1减法器的输出端连接到第m+1PI调节器的输入端，第m+1PI调节器的输出端连接到后级并网逆变器控制器的输入端，后级并网逆变器控制器的输出端信号作为后级并网逆变器中开关管的驱动信号。在一个实施例中，第i电流预估模块的输出端信号为：式中，Ixip表示第i电流预估模块的输出端信号，Lpi表示DPP变换器采用的反激变换器变压器原边自感值，T表示DPP变换器中开关管的开关周期，UPVif表示第i光伏电池板输出电压的检测值，Di表示第i电流预估模块的第1输入端信号或第2输入端信号。上述虚拟串联光伏DPP稳压系统的控制装置，以DPP变换器为部分功率变换器，通过改变直流模块电流的大小实现光伏DPP系统输出电压的稳定控制，通过DPP变换器输入、输出电流的比例设定实现每个光伏电池板运行于最大功率点处。上述特征实现了光伏DPP稳压系统，能够实现高功率获取率、低成本、高性能的统一。附图说明图1是一个实施例的虚拟串联光伏DPP系统及其控制装置示意图；图2是一个实施例的虚拟串联光伏DPP系统中第i直流模块实施电路图；图3是一个实施例的直流模块中DPP变换器运行波形图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。在一个实施例中，提供一种虚拟串联光伏DPP稳压系统的控制装置，包括电流检测装置、电压检测装置、DSP数字控制器；所述DSP数字控制器包括光伏直流模块输出电压控制器和m个直流模块控制器；第i直流模块控制器包括第i电流预估模块、第i加法器、第i减法器、第i最大功率点跟踪模块、第iPI调节器和第i信号调制器；光伏直流模块输出电压控制器包括基准信号发生器、第m+1减法器、第m+1PI调节器和后级并网逆变器控制器；m为正整数，i为大于或等于1，且小于或等于m的整数；电流检测装置包括2m+1个输入端；电流检测装置的第1输入端、第2输入端分别连接虚拟串联光伏DPP稳压系统的电流检测电阻的两端；电压检测装置的第1输入端连接电流检测电阻的一端，第i光伏电池板的正极连接到电压检测装置的第2i输入端，第i直流模块的正极连接到电压检测装置的第2i+1输入端；电流检测装置的第1输出端连接到第i加法器的第1输入端，第i加法器的第2输入端连接到第i电流预估模块的输出端，第i加法器的输出端连接到第i最大功率点跟踪模块的第1输入端；电压检测装置的第i输出端连接到第i电流预估模块的第2输入端、第i最大功率点跟踪模块的第2输入端、第i减法器的负输入端；第i最大功率点跟踪模块的输出端连接到第i减法器的正输入端，第i减法器的输出端连接到第iPI调节器的输入端；第iPI调节器的输出端连接到第i信号调制器的输入端、第i电流预估模块的第1输入端；第i信号调制器的输出端信号作为第iDPP变换器的驱动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种虚拟串联光伏DPP稳压系统的控制装置，其特征在于，包括电流检测装置、电压检测装置、DSP数字控制器；所述DSP数字控制器包括光伏直流模块输出电压控制器和m个直流模块控制器；第i直流模块控制器包括第i电流预估模块、第i加法器、第i减法器、第i最大功率点跟踪模块、第i PI调节器和第i信号调制器；光伏直流模块输出电压控制器包括基准信号发生器、第m+1减法器、第m+1 PI调节器和后级并网逆变器控制器；m为正整数，i为大于或等于1，且小于或等于m的整数；/n电流检测装置的第1输入端、第2输入端分别连接虚拟串联光伏DPP稳压系统的电流检测电阻的两端；电压检测装置的第1输入端连接电流检测电阻的一端，第i光伏电池板的正极连接到电压检测装置的第2i输入端，第i直流模块的正极连接到电压检测装置的第2i+1输入端；/n电流检测装置的第1输出端连接到第i加法器的第1输入端，第i加法器的第2输入端连接到第i电流预估模块的输出端，第i加法器的输出端连接到第i最大功率点跟踪模块的第1输入端；电压检测装置的第i输出端连接到第i电流预估模块的第2输入端、第i最大功率点跟踪模块的第2输入端、第i减法器的负输入端；第i最大功率点跟踪模块的输出端连接到第i减法器的正输入端，第i减法器的输出端连接到第i PI调节器的输入端；第i PI调节器的输出端连接到第i信号调制器的输入端、第i电流预估模块的第1输入端；第i信号调制器的输出端信号作为第i DPP变换器的驱动信号；/n电压检测装置的第m+1输出端连接到第m+1减法器的负输入端，第m+1减法器的正输入端连接到基准信号发生器的输出端，第m+1减法器的输出端连接到第m+1 PI调节器的输入端，第m+1PI调节器的输出端连接到后级并网逆变器控制器的输入端，后级并网逆变器控制器的输出端信号作为后级并网逆变器中开关管的驱动信号。/n...
【技术特征摘要】
1.一种虚拟串联光伏DPP稳压系统的控制装置，其特征在于，包括电流检测装置、电压检测装置、DSP数字控制器；所述DSP数字控制器包括光伏直流模块输出电压控制器和m个直流模块控制器；第i直流模块控制器包括第i电流预估模块、第i加法器、第i减法器、第i最大功率点跟踪模块、第iPI调节器和第i信号调制器；光伏直流模块输出电压控制器包括基准信号发生器、第m+1减法器、第m+1PI调节器和后级并网逆变器控制器；m为正整数，i为大于或等于1，且小于或等于m的整数；
电流检测装置的第1输入端、第2输入端分别连接虚拟串联光伏DPP稳压系统的电流检测电阻的两端；电压检测装置的第1输入端连接电流检测电阻的一端，第i光伏电池板的正极连接到电压检测装置的第2i输入端，第i直流模块的正极连接到电压检测装置的第2i+1输入端；
电流检测装置的第1输出端连接到第i加法器的第1输入端，第i加法器的第2输入端连接到第i电流预估模块的输出端，第i加法器的输出端连接到第i最大功率点跟踪模块的第1输入端；电压检测装置的第i输出端连接到第i电流预估模块的第2输入端、第i最大功率点跟踪模块的第2输入端、...
【专利技术属性】
技术研发人员：李家荣，阚加荣，李郑斐，梁艳，陆群，吕俊青，程成，杨晓春，
申请(专利权)人：盐城工学院，盐城东车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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