基于智能控制的光伏并网逆变器及光伏并网系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于智能控制的光伏并网逆变器及光伏并网系统，涉及一般的控制或调节系统领域，所述逆变器包括：光伏并网逆变设备，用于将来自汇流箱的直流电转换为交流电，汇流箱与多个光伏电板连接；升压控制设备，用于在预测的下一时刻对应的汇流箱的直流电的直流电压低于设定电压阈值时，在下一时刻到来时启用交流变压器以对光伏并网逆变设备输出的交流电的交流电压进行升压处理，并将交流变压器输出的交流电接入供电电网。本发明专利技术能够基于确定的具体电压分析是否需要执行现场升压处理，以及在分析需要时选择具体的执行升压的交流变压器类型。变压器类型。变压器类型。

【技术实现步骤摘要】
基于智能控制的光伏并网逆变器及光伏并网系统


[0001]本专利技术涉及一般的控制或调节系统领域，尤其涉及一种基于智能控制的光伏并网逆变器及光伏并网系统。

技术介绍

[0002]光伏发电系统主要是直流系统，即将基于接收的太阳能转换后的电能给蓄电池充电，随后蓄电池直接给电网中的各个用电负载供电，例如中国西北地区使用较多的太阳能用户照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。
[0003]光伏发电系统中，光伏并网逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则需要通过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。虽然光伏并网逆变器能够对各种直流电压进行逆变以获得220V的标准电压，然而，如果直流电压过低，则逆变会影响转换效率。例如，如果光伏并网逆变器接收到的直流电压较高，如36V以上，光伏并网逆变器的交流输出端在不影响转换效率的情况下，不需要变压器升压即能达到220V，然而在光伏并网逆变器接收到的直流电压较低时，如12V、24V，就必须设计基于变压器的升压电路。
[0004]示例地，中国专利技术专利公开号CN101577434A提出的一种抑制光伏并网逆变器输出直流分量的控制方法，属于逆变并网控制
，该专利技术是在抑制光伏并网逆变器输出电流直流分量中，解决采用大容量隔直电容系统成本高，采用工频变压器存在体积大、功耗大、价格高的问题而提出的。该专利技术方法采样并网电流，获取其含有的电流直流分量，分两部分进行抑制，第一部分：将采样误差引起的直流分量以负反馈的形式引入到并网电流给定中，第二部分：获取前一工频周期中每个开关周期调制信号的平均直流分量，并经PI调节后形成脉宽不平衡引起的直流分量，将其以负反馈的形式引入到初步调制信号中。经过上述两部分，最终形成抑制直流分量调制信号，获得用于驱动光伏并网逆变器四个开关管的PWM驱动信号。
[0005]示例地，中国专利技术专利公开号CN101699696A提出的一种光伏并网系统的最大功率追踪方法，该方法包括如下步骤，第一步，通过交流电流传感器对并网逆变器的输出交流电流进行采样；第二步，将采样结果按相应的市电频率计算出半个周期的平均值；第三步，将计算好的交流电流平均值换算成输出的电流有效值；第四步，利用并网逆变器的转化效率的变化不大，直接从输出的交流电流有效值折算成太阳能电池板陈列输入的直流电流值，再利用常见的爬山法来追踪最大功率点。通过对并网逆变器的合理控制，充分利用好电池板的发电量，使电池板的输出功率达到最大，即实现最大功率点追踪。
[0006]然而，上述现有技术都因为无法提前预知设定光伏供电系统未来某一时刻输入到光伏并网逆变器的供电直流电的具体电压，无法判断所述具体电压是否因为过小而逆变到标准电压会影响转换效率，使得每一时刻的逆变模式都是跟随供电直流电的具体电压而发生改变，这种改变具有严重的滞后性，更关键的是，在一些具体电压过小的情况下强行逆变到标准电压会严重影响转换效率。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种基于智能控制的光伏并网逆变器及光伏并网系统，能够提前确定设定光伏供电系统未来某一时刻输入到光伏并网逆变器的供电直流电的具体电压，并基于所述确定的具体电压分析是否需要执行现场升压处理，以及在分析需要时选择具体的执行升压的交流变压器类型，从而避免陷入过于滞后的逆变处理过程，以及避免因为强行逆变到标准电压会严重影响到电网功率的转换效率。
[0008]根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于智能控制的光伏并网逆变器，所述光伏并网逆变器包括：光伏并网逆变设备，用于与汇流箱连接，并将来自所述汇流箱的直流电转换为交流电，所述汇流箱与多个光伏电板连接且所述多个光伏电板处于同一地区且所述多个光伏电板的最大输出功率相同；升压控制设备，与所述光伏并网逆变设备连接，用于在预测的下一时刻对应的汇流箱的直流电的直流电压低于设定电压阈值时，在下一时刻到来时启用交流变压器以对所述光伏并网逆变设备输出的交流电的交流电压进行升压处理以获得并输出等于标准交流电压的交流电，并将交流变压器输出的交流电接入供电电网；预测处理设备，用于基于所述多个光伏电板处于的同一地区的当前季节的平均日照时长、所述最大输出功率以及下一时刻之前多个时刻分别对应的汇流箱的直流电的多个直流电压智能预测下一时刻对应的汇流箱的直流电的直流电压，下一时刻之前多个时刻与下一时刻在时间轴上两两间距相等且构成一个完整的持续时长；定制训练设备，与所述预测处理设备连接，用于将完成预设训练总数的多次训练后的循环神经网络发送给所述预测处理设备使用；其中，所述升压控制设备还用于在预测的下一时刻对应的汇流箱的直流电的直流电压等于或者高于设定电压阈值时，在下一时刻到来时禁用交流变压器以对所述光伏并网逆变设备输出的交流电的交流电压进行升压处理以获得并输出等于标准交流电压的交流电，直接将所述光伏并网逆变设备输出的交流电接入供电电网；其中，基于所述多个光伏电板处于的同一地区的当前季节的平均日照时长、所述最大输出功率以及下一时刻之前多个时刻分别对应的汇流箱的直流电的多个直流电压智能预测下一时刻对应的汇流箱的直流电的直流电压还包括：采用循环神经网络以基于所述多个光伏电板处于的同一地区的当前季节的平均日照时长、所述最大输出功率以及下一时刻之前多个时刻分别对应的汇流箱的直流电的多个直流电压智能预测下一时刻对应的汇流箱的直流电的直流电压。
[0009]根据本专利技术的第二方面，提供了一种光伏并网系统，所述光伏并网系统包括汇流箱、多个光伏电板以及如本专利技术的第一方面所述的基于智能控制的光伏并网逆变器。
[0010]相比较于现有技术，本专利技术至少需要具备以下四处重要的专利技术构思及技术效果：首先，为光伏并网逆变设备引入智能预测机制，基于供电的多个光伏电板处于的同一地区的当前季节的平均日照时长、光伏电板的最大输出功率以及下一时刻之前多个时刻分别对应的汇流箱的直流电的多个直流电压智能预测下一时刻对应的汇流箱的直流电的直流电压；其次，在预测的下一时刻对应的汇流箱的直流电的直流电压过低时，选择与直流
电压匹配的交流变压器以对光伏并网逆变设备输出的交流电的交流电压进行升压处理，从而在不影响转换效率的同时获得到标准的并网电压；再次，使用的智能预测机制基于完成预设训练总数的多次训练后的循环神经网络，且预设训练总数的取值与多个光伏电板处于的同一地区的当前季节的平均日照时长成单调正向关联关系，从而保证了智能预测机制的可靠性和针对性；最后，使用的智能预测机制的输入内容中，选择的下一时刻之前多个时刻的数量与汇流箱连接的多个光伏电板的数量成正比，从而完成不同光伏供电场景下的智能预测机制的定制。
附图说明
[0011]以下将结合附图对本专利技术的实施方案进行描述，其中：图1为根据本专利技术的基于智能控制的光伏并网逆变器及光伏并网系统的技术流程图。
[0012]图2为根据本专利技术的实施例1示出的基于智能控制的光伏并网逆变器的结构示意图。
[0013]图3为根据本专利技术的实施例2示出的基于智能控制的光伏并网逆变器的结构示意图。
[0014]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能控制的光伏并网逆变器，其特征在于，所述逆变器包括：光伏并网逆变设备，用于与汇流箱连接，并将来自汇流箱的直流电转换为交流电，汇流箱与多个光伏电板连接且多个光伏电板处于同一地区且多个光伏电板的最大输出功率相同；升压控制设备，与光伏并网逆变设备连接，用于在预测的下一时刻对应的汇流箱的直流电的直流电压低于设定电压阈值时，在下一时刻到来时启用交流变压器以对所述光伏并网逆变设备输出的交流电的交流电压进行升压处理以获得并输出等于标准交流电压的交流电，并将交流变压器输出的交流电接入供电电网；预测处理设备，用于基于所述多个光伏电板处于的同一地区的当前季节的平均日照时长、所述最大输出功率以及下一时刻之前多个时刻分别对应的汇流箱的直流电的多个直流电压智能预测下一时刻对应的汇流箱的直流电的直流电压，下一时刻之前多个时刻与下一时刻在时间轴上两两间距相等且构成一个完整的持续时长；定制训练设备，与预测处理设备连接，用于将完成预设训练总数的多次训练后的循环神经网络发送给所述预测处理设备使用；其中，采用循环神经网络执行所述智能预测。2.如权利要求1所述的基于智能控制的光伏并网逆变器，其特征在于：所述升压控制设备还用于在预测的下一时刻对应的汇流箱的直流电的直流电压等于或者高于设定电压阈值时，在下一时刻到来时禁用交流变压器以对所述光伏并网逆变设备输出的交流电的交流电压进行升压处理以获得并输出等于标准交流电压的交流电，直接将所述光伏并网逆变设备输出的交流电接入供电电网；其中，基于所述多个光伏电板处于的同一地区的当前季节的平均日照时长、所述最大输出功率以及下一时刻之前多个时刻分别对应的汇流箱的直流电的多个直流电压智能预测下一时刻对应的汇流箱的直流电的直流电压包括：选择的下一时刻之前多个时刻的数量与所述汇流箱连接的多个光伏电板的数量成正比。3.如权利要求2所述的基于智能控制的光伏并网逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括：信息存储设备，与所述定制训练设备连接，用于存储完成预设训练总数的多次训练后的循环神经网络的各项网络参数。4.如权利要求2所述的基于智能控制的光伏并网逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括：交流变压器阵列，包括多种交流变压器，每一种交流变压器具有不同匝数比的主线圈和副线圈；其中，所述交流变压器阵列与所述升压控制设备连接，用于为所述升压控制设备提供启用的交流变压器。5.如权利要求2所述的基于智能控制的光伏并网逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括：内容显示器件，与所述升压控制设备连接，用于实时显示所述升压控制设备启用的交流变压器的种类信息。6.如权利要求2所述的基于智能控制的光伏并网逆变器，其特征在于，所述逆变器还包
括：交流控制柜，用于容置所述光伏并网逆变设备、所述升压控制设备、所述预测处理设备以及所述定制训练设备；其中，所述交流控制柜内设置有供电电源，用于为所述光伏并网逆变设备、所述升压控制设备、所述预测处理设备以及所述定制训练设备分别提供电力供应操作。7.如权利要求2
‑
6任一所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕仁鹏，窦鑫，刘晓宁，吴强，马蕾娜，金昆，李淑花，王晓燕，宗玉芹，李鑫，崔文杰，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司平度市供电公司，
类型：发明
国别省市：