一种基于时延反馈的光伏系统变换器混沌抑制系统及其方法技术方案

一种基于时延反馈的光伏系统变换器混沌抑制系统，其特征在于它包括太阳能电池板模块、DC/DC变换器模块、蓄电池模块、直流负载模块、PWM信号触发模块以及混沌抑制器模块；其工作方法包括：数据采集、混沌判断、控制信号输出和混沌控制；其优越性在于：①简单实用，可操作性强；②混沌判别器精度高，抗噪能力强，计算时间短，所需贮存空间小；③实施简单；④控制代价小，工程易实现。

【技术实现步骤摘要】
(-)
:本专利技术属于电力电子技术以及电力系统光伏发电技术的交叉领域，特别是。(二)
技术介绍
:近年来，随着传统能源的急剧消耗以及对环境污染的加剧，新能源产业得到极大关注和大力支持，其中光伏发电产业发展迅速。目前，技术人员发现光伏发电系统是典型的非线性电力系统，在遭受一定的扰动时，系统可能会失去稳定性，比如出现混沌现象。因此，对光伏系统的混沌研究及控制至关重要。针对独立光伏系统而言，混沌现象通常集中产生于DC/DC变换器。反馈控制的DC/DC变换器在其内部参数的改变时会发生各类非线性现象，如倍周期分岔、边界碰撞分岔和混沌等。工作在混沌态的DC/DC变换器，会引起纹波变大和电压转换效率降低等不良后果。因此有效的混沌控制可以避免系统出现不稳定现象，从而保障变换器工作性能。目前针对变换器混沌控制的方法主要是参数微扰法。此方法利用混沌对微扰敏感的特点，对系统某一参数进行小摄动，使系统稳定到该混沌轨道上，在实际应用中不易实现，且对参数变化和环境噪声非常敏感。因此有必要寻求一种简单、易实现的控制方法。时延反馈法将连续时间系统的当前状态与延迟状态(过去某一时刻的状态)的差信号按一定比例反馈回系统本身，在系统演化的过程中，通过反馈信号的调节作用逐步将镶嵌在混沌吸引子中的某条不稳定的周期轨道稳定住。与其他控制方法相比，这种方法不必预先掌握待控制系统的较多的信息，实施简单。(三)
技术实现思路
:本专利技术的目的在于提供，它可以克服现有技术的不足，将混沌状态下的系统稳定在某条周期轨道上，提高光伏系统的稳定性，且其结构简单、可操作性强、易实现。本专利技术的技术方案:一种基于时延反馈的光伏系统变换器混沌抑制系统，其特征在于它包括太阳能电池板模块、DC/DC变换器模块、蓄电池模块、直流负载模块、PWM信号触发模块以及混沌抑制器模块；其中，所述DC/DC变换器模块的的输入端采集光伏电池板模块的输出信号以及PWM信号触发器的输出信号，其输出端连接蓄电池模块和混沌抑制器模块的输入端；所述蓄电池模块的输出端连接直流负载模块；所述混沌抑制器的输入端连接DC/DC的输出端，其输出端与PWM信号触发模块的输入端连接。所述DC/DC变换器采用boost升压电路结构。所述混沌抑制器模块由数据采样单元、A/D转换单元、主控制器单元、混沌判别器单元、数据存储器单元、时延发生器单元以及控制信号发生器单元组成；其中，所述数据采样单元的输入端采集DC/DC变换器模块的输出电压信号，其输出端连接A/D转换单元的输入端；所述主控制器单元的输入端连接A/D转换单元的输出端，其输出端连接时延发生器单元的输入端，且所述主控制器单元还分别与混沌判别器单元和数据存储器单元呈双向连接；所述控制信号发生器单元的输入端连接时延发生器单元的输出端，其输出端连接PWM信号触发器单元输入端。所述A/D转换单元采用芯片ADC0809，带有8位A/D转换器，采用逐次近似来实现模数转化。所述数据存储器采用可以同时读写，且断电数据不丢失的Flash Memory闪存型存储器。所述主控制器单元采用AT89C52芯片。一种基于时延反馈的光伏系统变换器混沌抑制系统的工作方法，其特征在于它包括以下步骤:⑴数据采样单元采集DC/DC变换器输出的电压信号，信号经A/D转换单元进行模数转换，并存入数据存储器，以备混沌判别器和时延发生器调取信号数据；⑵混沌判别器依据从数据存储器中调取的电压信号计算系统最大李雅普诺夫指数:若最大李雅普诺夫指数不为正，则判定系统未发生混沌；若最大李雅普诺夫指数为正，则判定系统发生混沌；⑶当系统发生混沌时，时延发生器将调取存储器中的数字电压信号与延迟状态电压信号做差，并将差信号按一定增益输入输出信号控制器；⑷控制信号发生器将接收到的时延信号加载到参考电流信号上，为PWM信号触发器提供驱动信号，起到混沌控制作用。本专利技术的工作原理:所述光伏系统变换器混沌抑制系统电路原理图如图2所示。(I)混沌判别器设计(见图3):首先采用下列方法来重构相空间:1)求取原始时间序列的mtbp(原始时间序列的平均峰值时间)，让ij/w=mtbp。带有噪声的时间序列可经滤波后再求取mtbp ;2)选择p=l,即ψ = Δ t ;3)m= ￥w Ψ+1。其中，m是嵌入维数；P是常数；Δ t是米样周期；Ψ、￥w为时间窗然后计算λ J最大李雅普诺夫指数W是重构相空间Rm中M点重构轨迹中的第i个点。假设重构轨迹中的第i个点Xi的最近邻为xip，即满足:I I Xip-Xi I I =Hiinj I I Xj-Xi I I，I.11为欧氏范数。其中，1、j为常数。在这里需要对两点的时间间隔作出规定，假设￥wAt< I j-1 <R￥W/At, 1〈R〈10。I j-1 >Ψψ/Δ t可以保证Xi和Xip是在不同的轨道上。其中，而|j-1|〈RvwAt可以保证一次计算X1K需的点数很少，这样不仅节省了大量的计算时间，而且大大地减少了计算时所需的存贮空间。R可以选择为一个常数，用以避免最近邻之间的距离为零，不可太大和太小。R太小会使最近邻之间的距离受到噪声的影响很大，而R太大又会使两个最近邻完全失去相关性，同样可能会出现距离为零的情况。为了能在扩散的最大方向上计算X1U),可用下式来求X1Q):本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于时延反馈的光伏系统变换器混沌抑制系统，其特征在于它包括太阳能电池板模块、DC/DC变换器模块、蓄电池模块、直流负载模块、PWM信号触发模块以及混沌抑制器模块；其中，所述DC/DC变换器模块的的输入端采集光伏电池板模块的输出信号以及PWM信号触发器的输出信号，其输出端连接蓄电池模块和混沌抑制器模块的输入端；所述蓄电池模块的输出端连接直流负载模块；所述混沌抑制器的输入端连接DC/DC的输出端，其输出端与PWM信号触发模块的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于时延反馈的光伏系统变换器混沌抑制系统，其特征在于它包括太阳能电池板模块、DC/DC变换器模块、蓄电池模块、直流负载模块、PWM信号触发模块以及混沌抑制器模块；其中，所述DC/DC变换器模块的的输入端采集光伏电池板模块的输出信号以及PWM信号触发器的输出信号，其输出端连接蓄电池模块和混沌抑制器模块的输入端；所述蓄电池模块的输出端连接直流负载模块；所述混沌抑制器的输入端连接DC/DC的输出端，其输出端与PWM信号触发模块的输入端连接。2.根据权利要求1所述一种基于时延反馈的光伏系统变换器混沌抑制系统，其特征在于所述DC/DC变换器采用boost升压电路结构。3.根据权利要求1所述一种基于时延反馈的光伏系统变换器混沌抑制系统，其特征在于所述混沌抑制器模块由数据采样单元、A/D转换单元、主控制器单元、混沌判别器单元、数据存储器单元、时延发生器单元以及控制信号发生器单元组成；其中，所述数据采样单元的输入端采集DC/DC变换器模块的输出电压信号，其输出端连接A/D转换单元的输入端；所述主控制器单元的输入端连接A/D转换单元的输出端，其输出端连接时延发生器单元的输入端，且所述主控制器单元还分别与混沌判别器单元和数据存储器单元呈双向连接；所述控制信号发生器单元的输入端连接时延发生器单元的输出端，其输出端连接P...

【专利技术属性】
技术研发人员：马幼捷，马玲，周雪松，徐晓宁，李季，尹金良，宋爽，闵攀，王彩明，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：