基于DSP的抑制混沌的光伏并网发电系统及其工作方法技术方案

一种基于DSP的抑制混沌的光伏并网发电系统，其特征在于它包括光伏电池阵列、DC/DC直流变换单元、DC/AC交流变换单元、输出LC滤波单元、直流电压电流检测单元、驱动电路单元、采样电路单元、并网电流检测单元、混沌控制器单元、混沌检测单元、电网电压检测单元、DSP控制单元以及电网；其工作方法包括：信号采样、计算、状态判定、施加扰动、并网；其优越性在于：①改善电能的质量；②提高系统的可靠性；③结构简单，工作可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统电力电子技术中和新能源光伏发电的交叉
，尤其是一种基于DSP的抑制混沛的光伏并网发电系统及其工作方法。
技术介绍
光伏并网发电作为太阳能技术利用的重要方向之一，在当今得到了迅猛的发展，光伏并网系统的核心在于逆变器。整个系统的效率和输出电能的质量与逆变器的转换效率高低密切相关，而只有通过改善逆变器主电路拓扑和开关器件的控制策略才能达到这一目的。根据功率级数，光伏并网发电系统的逆变器可分为单级式结构和两级式结构。所谓单级式逆变器是指在一个功率环节中实现最大功率点跟踪控制、DC-AC逆变的光伏功率变换器。。两级式逆变器结构较之单极式虽然功率级数多，但其可以实现光伏器件最大功率点跟·踪与逆变器并网单独控制，避免了逆变器并网工作对光伏器件输出功率的影响，更适用于光伏发电系统。电力系统是一个强非线性的大系统，在电力系统的运行过程中有过混沌振荡的实例，曾经美国西北电力系统与西南电力系统在互联后不久就发生了 I分钟发作6次的振荡现象，这种现象直接导致2个系统解列。在混沌理论的帮助下，人们开始研究电力系统中的混沌现象。光伏系统内部有很多的强非线性元件，在DC/DC及DC-AC环节容易发生混沌现象，当光伏系统与大电网并网后，存于光伏系统的混沌现象将会为整个系统的运行埋下隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于DSP的抑制混沛的光伏并网发电系统及其工作方法，它可以克服现有技术的不足，是一种结构简单、工作可靠的系统。本专利技术的技术方案一种基于DSP的抑制混沛的光伏并网发电系统,其特征在于它包括光伏电池阵列、DC/DC直流变换单元、DC/AC交流变换单元、输出LC滤波单元、直流电压电流检测单元、驱动电路单元、采样电路单元、并网电流检测单元、混沌控制器单元、混沌检测单元、电网电压检测单元、DSP控制单元以及电网；其中，所述DC/DC直流变换单元的输入端采集光伏电池阵列的信号和驱动电路发出的驱动信号，其输出端连接DC/AC交流变换单元的输入端；所述DC/AC交流变换单元的输入端还接收驱动电路发出的驱动信号，其输出端连接输出LC滤波单元的输入端；所述LC滤波单元的输出端分别连接采样电路单元的输入端、并网电流检测单元的输入端和混沌控制器单元的输入端；所述混沌控制器单元的输入端还接收混沌检测单元发出的检测信号，其输出端连接电网；所述DSP控制单元的输入端采集故障检测信号、温度检测信号的同时，还与直流电压电流检测单元的输出端、采样电路单元的输出端、并网电流检测单元的输出端以及电网电压检测单元的输出端连接，其输出端连接驱动电路单元的输入端和混沌检测单元的输入端；所述电网电压检测单元的输入端连接电网；所述直流电压电流检测单元的输入端采集光伏电池阵列的电压电流信号。所述DC/DC直流变换单元采用BOOST升压电路结构。所述DC/AC交流变换单元(见图2)采用双降压式BUCK全桥逆变器电路结构。—种基于DSP的抑制混沛的光伏并网发电系统的工作方法,其特征在于它包括以下步骤①由采样电路单元采集光伏并网发电系统并网前的电气状态量，包括电流、电压、相角信号，并将这些状态量通过DSP控制单元提交给检测电路；②检测电路通过计算判断是否发生混沌的技术指标，即最大李亚普诺夫指数和功率谱，来对光伏系统状态进行判定，若最大李亚普诺夫指数大于1，且功率谱表现为出现噪声背景宽峰的连续谱，则可判定出现混沌，反之则未出现混沌，若系统发生混沌，则发送动作信号给混沌控制器单元，否则，进行正常并网；③混沌控制器单元利用基于OGY法的微扰法对原有光伏系统电气状态量进行混沌控制，对原有电气量添加微小电气扰动，使得系统可以运行在一条稳定的周期轨道上，将施加控制后的电气状态量提交给检测电路； ④对控制后的系统进行检测，重复步骤②的判定，如对系统判定后不存在混沌，则可以正常并网，且不会对电网造成潜在的稳定性影响。所述步骤③中的微小电气扰动是小幅度的正弦电流信号。本专利技术的工作原理I、混沌控制器的设计根据OGY法的原理有效抑制混沌，其做法是1)从混沌内嵌的众多周期轨道中选择一条满足要求的周期轨道(如不动点)作为控制面、目标。2)等待系统状态遍历游荡到控制目标附近，利用其局部流形特征，微调系统参数使系统状态的下一次迭代刚好位于局部稳定流形上；3)将参数复原，位于局部稳定流形上的点自动渐近收敛于控制目标；4)有时由于微调误差或噪声的影响，需要反复调整参数。先检测系统是否处于分岔或混沌等不稳定态，若是，通过施加微扰使系统控制在预定周期轨道附近，以提高系统的稳定性，防止混沌的发生。混沌控制器工作方法为首先通过采样电路单元对系统状态量进行采样，然后检测电路单元根据测得的系统状态量信号来计算最大李亚普诺夫指数，若该指数计算结果大于零则发出控制信号给混沌控制器，其中混沌控制器是基于OGY方法的控制器，通过不断施加微扰可控制系统在预定周期轨道附近工作，达到抑制混沌的目的，最后由混沌控制器将抑制过混沌的电信号传给电网。2、采样电路及检测电路的设计采样电路通过对电流，电压，相角等状态量的测量，将数据提交给检测电路，检测电路通过计算李亚普洛夫指数以及功率谱来判定系统是否发生了混沌现象。若是，将结果反馈给DSP，若不是，继续检测。用Jacobian方法计算系统的李亚普诺夫指数的具体过程如 Λ\下假设一 η维系统的方程如=C I ) at其中々匕⑴士⑴，"·，χηα)]τ，则系统轨线切向量W的演化满足下列变分方程 fiw——=J是方程的Jacobian矩阵.为计算李亚普诺夫指数X1, λ2，…，λη,选取时间区间Τ>0和迭代数N.对于k(k=l，2，...，N)迭代，矩阵的变分方程式⑵初始正交条件为权利要求1.一种基于DSP的抑制混沛的光伏并网发电系统,其特征在于它包括光伏电池阵列、DC/DC直流变换单元、DC/AC交流变换单元、输出LC滤波单元、直流电压电流检测单元、驱动电路单元、采样电路单元、并网电流检测单元、混沌控制器单元、混沌检测单元、电网电压检测单元、DSP控制单元以及电网；其中，所述DC/DC直流变换单元的输入端采集光伏电池阵列的信号和驱动电路发出的驱动信号，其输出端连接DC/AC交流变换单元的输入端；所述DC/AC交流变换单元的输入端还接收驱动电路发出的驱动信号，其输出端连接输出LC滤波单元的输入端；所述LC滤波单元的输出端分别连接采样电路单元的输入端、并网电流检测单元的输入端和混沌控制器单元的输入端；所述混沌控制器单元的输入端还接收混沌检测单元发出的检测信号，其输出端连接电网；所述DSP控制单元的输入端采集故障检测信号、温度检测信号的同时，还与直流电压电流检测单元的输出端、采样电路单元的输出端、并网电流检测单元的输出端以及电网电压检测单元的输出端连接，其输出端连接驱动电路单元的输入端和混沌检测单元的输入端；所述电网电压检测单元的输入端连接电网；所述直流电压电流检测单元的输入端采集光伏电池阵列的电压电流信号。2.根据权利要求I所述一种基于DSP的抑制混沌的光伏并网发电系统，其特征在于所述DC/DC直流变换单元采用BOOST升压电路结构。3.根据权利要求I所述一种基于DSP的抑制混沌的光伏并网发电系统，其特征在于所述DC/AC交流变换单元采用双降压式B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP的抑制混沌的光伏并网发电系统，其特征在于它包括光伏电池阵列、DC/DC直流变换单元、DC/AC交流变换单元、输出LC滤波单元、直流电压电流检测单元、驱动电路单元、采样电路单元、并网电流检测单元、混沌控制器单元、混沌检测单元、电网电压检测单元、DSP控制单元以及电网；其中，所述DC/DC直流变换单元的输入端采集光伏电池阵列的信号和驱动电路发出的驱动信号，其输出端连接DC/AC交流变换单元的输入端；所述DC/AC交流变换单元的输入端还接收驱动电路发出的驱动信号，其输出端连接输出LC滤波单元的输入端；所述LC滤波单元的输出端分别连接采样电路单元的输入端、并网电流检测单元的输入端和混沌控制器单元的输入端；所述混沌控制器单元的输入端还接收混沌检测单元发出的检测信号，其输出端连接电网；所述DSP控制单元的输入端采集故障检测信号、温度检测信号的同时，还与直流电压电流检测单元的输出端、采样电路单元的输出端、并网电流检测单元的输出端以及电网电压检测单元的输出端连接，其输出端连接驱动电路单元的输入端和混沌检测单元的输入端；所述电网电压检测单元的输入端连接电网；所述直流电压电流检测单元的输入端采集光伏电池阵列的电压电流信号。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪松，沈雪波，马幼捷，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：