直流微电网中光伏发电系统电流的周期波动抑制方法，属于电能变换领域，具体涉及直流微电网中光伏发电系统电流的周期波动抑制方法，解决了现有光伏发电直流微电网连接负载时存在光伏发电系统的光伏电池电流的周期波动性大的问题，本发明专利技术将升压电路中功率开关器件占空比输入到升压电路，由升压电路中的脉宽调制模块获得升压电路中功率开关器件的控制信号，并将该信号输入至升压电路中的功率开关器件，完成一次对直流微电网中光伏发电系统电流的周期波动的抑制。本发明专利技术适用于抑制直流微电网中光伏发电系统电流的周期波动。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于电能变换领域，具体涉及，解决了现有光伏发电直流微电网连接负载时存在光伏发电系统的光伏电池电流的周期波动性大的问题，本专利技术将升压电路中功率开关器件占空比输入到升压电路，由升压电路中的脉宽调制模块获得升压电路中功率开关器件的控制信号，并将该信号输入至升压电路中的功率开关器件，完成一次对直流微电网中光伏发电系统电流的周期波动的抑制。本专利技术适用于抑制直流微电网中光伏发电系统电流的周期波动。【专利说明】
本专利技术属于电能变换领域，具体涉及。
技术介绍
光伏发电技术因其具有清洁、能源近似无限等优点成为解决人类能源紧缺和环境污染双重危机的有效途径而成为研究热点。而基于直流微电网的光伏发电源集成形式无需大量的交流逆变器，节省了大量成本，有效降低了系统复杂度，显示出了巨大的发展潜力和广阔的应用前景。当光伏发电直流微电网连接单相直流-交流逆变电源等负载时，会产生直流母线电压的周期性波动，造成光伏发电系统无法持续处于最大功率点，降低了系统效率。现有针对光伏发电系统的研究成果中，一方面以最大功率点跟踪控制技术为重点。MPPT技术可以分为如下几类:定电压法，扰动观测法，电导增量法，基于阻抗匹配的MPPT方法以及基于现代控制理论和智能控制等方法。另外，还有文献研究了用于直流微电网的光伏发电系统的MPPT控制技术，利用直流母线保持不变的特点，能够获得输出功率与直流变换电路中占空比的线性关系，从而只需检测光伏电池的输出电压或者电流就能够对其输出功率进行控制，从而省去了一部分传感器。但是上述成果均以基于DC-DC电路的光伏电池最大功率输出为研究重点，并未解决直流电压的周期波动性大的问题，造成光伏发电系统无法持续处于最大功率点，降低了系统效率。另一方面是在通用DC-DC电路的闭环控制方面，其中有比例-积分控制、滑模变结构控制、反馈线性化方法、无源性控制、自适应控制、内模控制以及模糊、神经网络控制等。上述研究成果均以直流输出电压恒定为目标，同样未解决直流电压的周期波动性大的问题，造成光伏发电系统无法持续处于最大功率点，降低了系统效率。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有光伏发电直流微电网连接负载时存在光伏发电系统的光伏电池电流的周期波动性大的问题，提出了。本专利技术所述，所述光伏发电系统包括滑动平均滤波器、比例积分控制器、光伏电池电流采集电路、光伏电池、升压电路、一号加法器、带前馈的重复控制器、二号加法器和三号加法器；光伏电池电流采集电路用于采集光伏电池输出的电流信号，光伏电池电流采集电路的采集信号输出端连接三号加法器的一个输入端，三号加法器的另一个输入端为光伏电池电流的给定值的输入端，三号加法器的输出端同时连接滑动平均滤波器的滤波信号输入端和二号加法器的一个输入端，滑动平均滤波器的滤波后信号输出端同时连接二号加法器的另一个输入端和比例积分控制器的信号输入端，比例积分控制器的信号输出端连接一号加法器的一个信号输入端，二号加法器的输出端连接带前馈的重复控制器的信号输入端，带前馈的重复控制器的信号输出端连接一号加法器的另一个信号输入端，升压电路还包括滤波电感、二极管、开关器件和脉宽调制模块，光伏电池的一个电源信号输出端连接滤波电感的一端，滤波电感的另一端同时连接二极管的阴极和开关器件的功率输入端，开关器件的功率输出端连接光伏电池的另一个电源信号输出端，脉宽调制模块的调制信号输出端连接开关器件的驱动端；一号加法器的信号输出端连接升压电路的脉宽调制模块的调制信号输入端；其特征是:基于上述光伏发电系统的，该方法的具体步骤为:步骤一、设定光伏电池电流的给定值，通过光伏电池电流采集电路采集光伏电池电流，获得光伏电池电流的实际值；步骤二、将步骤一中的光伏电池电流的给定值减去光伏电池电流的实际值，获得光伏电池电流的给定值和实际值的差x(k);其中，k为计算周期标号；步骤三、将步骤二中获得的光伏电池电流的给定值和实际值的差x(k)，输入到滑动平均滤波器的离散化方程，获得滑动平均滤波器在本计算周期的输出值yf (k)；滑动平均滤波器的离散化方程为:【权利要求】1.，所述光伏发电系统包括滑动平均滤波器(I)、比例积分控制器(2)、光伏电池电流采集电路(3)、光伏电池(4)、升压电路(5)、一号加法器(6)、带前馈的重复控制器(7)、二号加法器(8)和三号加法器(9)； 光伏电池电流米集电路(3)用于米集光伏电池(4)输出的电流信号,光伏电池电流米集电路(3)的采集信号输出端连接三号加法器(9)的一个输入端，三号加法器(9)的另一个输入端为光伏电池电流的给定值的输入端，三号加法器(9)的输出端同时连接滑动平均滤波器(I)的滤波信号输入端和二号加法器(8)的一个输入端，滑动平均滤波器(I)的滤波后信号输出端同时连接二号加法器(8)的另一个输入端和比例积分控制器(2)的信号输入端，比例积分控制器(2)的信号输出端连接一号加法器(6)的一个信号输入端,二号加法器(8)的输出端连接带前馈的重复控制器(7)的信号输入端，带前馈的重复控制器(7)的信号输出端连接一号加法器(6)的另一个信号输入端； 升压电路(5)还包括滤波电感(5-1)、二极管(5-2)、开关器件(5-3)和脉宽调制模块(5-4 ),光伏电池(4 )的一个电源信号输出端连接滤波电感(5-1)的一端,滤波电感(5-1)的另一端同时连接二极管(5-2 )的阴极和开关器件(5-3 )的功率输入端，开关器件(5-3 )的功率输出端连接光伏电池(4)的另一个电源信号输出端，脉宽调制模块(5-4)的调制信号输出端连接开关器件(5-3)的驱动端；一号加法器(6)的信号输出端连接升压电路(5)的脉宽调制模块(5-4)的调制信号输入端； 其特征是:基于上述光伏发电系统的，该方法的具体步骤为: 步骤一、设定光伏电池电流的 给定值，通过光伏电池电流采集电路采集光伏电池电流，获得光伏电池电流的实际值； 步骤二、将步骤一中的光伏电池电流的给定值减去光伏电池电流的实际值，获得光伏电池电流的给定值和实际值的差x(k);其中，k为计算周期标号； 步骤三、将步骤二中获得的光伏电池电流的给定值和实际值的差x(k)，输入到滑动平均滤波器的离散化方程，获得滑动平均滤波器在本计算周期的输出值yf (k)； 滑动平均滤波器的离散化方稈为:【文档编号】H02M1/14GK103560658SQ201310552083【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日 【专利技术者】骆素华, 吴凤江, 骆林松, 冯帆, 张陆捷 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
直流微电网中光伏发电系统电流的周期波动抑制方法，所述光伏发电系统包括滑动平均滤波器（1）、比例积分控制器（2）、光伏电池电流采集电路（3）、光伏电池（4）、升压电路（5）、一号加法器（6）、带前馈的重复控制器（7）、二号加法器（8）和三号加法器（9）；光伏电池电流采集电路（3）用于采集光伏电池（4）输出的电流信号，光伏电池电流采集电路（3）的采集信号输出端连接三号加法器（9）的一个输入端，三号加法器（9）的另一个输入端为光伏电池电流的给定值的输入端，三号加法器（9）的输出端同时连接滑动平均滤波器（1）的滤波信号输入端和二号加法器（8）的一个输入端，滑动平均滤波器（1）的滤波后信号输出端同时连接二号加法器（8）的另一个输入端和比例积分控制器（2）的信号输入端，比例积分控制器（2）的信号输出端连接一号加法器（6）的一个信号输入端，二号加法器（8）的输出端连接带前馈的重复控制器（7）的信号输入端，带前馈的重复控制器（7）的信号输出端连接一号加法器（6）的另一个信号输入端；升压电路（5）还包括滤波电感（5?1）、二极管（5?2）、开关器件（5?3）和脉宽调制模块（5?4），光伏电池（4）的一个电源信号输出端连接滤波电感（5?1）的一端，滤波电感（5?1）的另一端同时连接二极管（5?2）的阴极和开关器件（5?3）的功率输入端，开关器件（5?3）的功率输出端连接光伏电池（4）的另一个电源信号输出端，脉宽调制模块（5?4）的调制信号输出端连接开关器件（5?3）的驱动端；一号加法器（6）的信号输出端连接升压电路（5）的脉宽调制模块（5?4）的调制信号输入端；其特征是：基于上述光伏发电系统的直流微电网中光伏发电系统电流的周期波动抑制方法，该方法的具体步骤为：步骤一、设定光伏电池电流的给定值，通过光伏电池电流采集电路采集光伏电池电流，获得光伏电池电流的实际值；步骤二、将步骤一中的光伏电池电流的给定值减去光伏电池电流的实际值，获得光伏电池电流的给定值和实际值的差x(k)；其中，k为计算周期标号；步骤三、将步骤二中获得的光伏电池电流的给定值和实际值的差x(k)，输入到滑动平均滤波器的离散化方程，获得滑动平均滤波器在本计算周期的输出值yf(k)；滑动平均滤波器的离散化方程为：yf(k)=yf(k-1)+[x(k)-λ1(0)]N其中λ1(0)是数组λ1的第一个元素值，所述的λ1是用于存储x(k)的数组，其宽度为N， N为大于100的正整数，yf(k?1)为第k?1个计算周期的滑动平均滤波器的输出值；步骤四、更新数组λ1中的每个元素值：令λ1(i)=λ1(i+1)，其中，i为数组λ1各元素的标号，0≤i≤N?2，判断i是否等于N?2，若判断结果为是，则令λ(N?1)=x(k)，执行步骤五；否则，执行步骤四一；步骤四一、令i=i+1，返回执行步骤四；步骤五、用步骤二获得的光伏电池电流的给定值和实际值的差x(k)减去步骤三获得的滑动平均滤波器在本计算周期的输出值yf(k)，获得x(k)的周期波动分量步骤六、将步骤三中获得的滑动平均滤波器在本计算周期的输出值yf(k)输入到比例积分控制器的离散化方程，获得比例积分控制器在本计算周期的输出值yPI(k)；比例积分控制器的离散化方程为：yPI(k)=yPI(k?1)+KP[yf(k)?yf(k?1)]+KITSyf(k)]，其中，yPI(k?1)为第k?1个计算周期的比例积分控制器的输出值，KP为比例系数，KI为积分系数，TS是计算周期值；步骤七、将步骤五中获得的x(k)的周期波动分量输入到重复控制器的离散化方程，获得重复控制器在本计算周期的输出值yRC(k)；再将yRC(k)与相加，获得带有前馈的重复控制器在本计算周期的输出值yRC1(k)；重复控制器的离散化方程为：yRC(k)=λ2(a)+x~(k),其中，λ2(a)为数组λ2的第a个元素值，λ2为用于存储重复控制器输出值的数组，所述数组λ2的宽度为M；0≤a≤M，且a为整数，M为大于100的正整数；步骤八、对数组λ2中的元素进行更新，令λ2(a)=yRC(k)，判断a是否大于M，若判断结果为是，则令a=a?M，执行步骤九，否则，执行步骤八一；步骤八一、令a=a+1，执行步骤九；步骤九、将步骤六获得的输出值yPI(k)和步骤七获得的输出值yRC1(k)相加，获得升压电路中功率开关器件的占空比；步骤十、将步骤九所获得的占空比输入到升压电路，由升压电路中的脉宽调制模块获得升压电路中功率开关器件的控制信号，并将该信号...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：骆素华，吴凤江，骆林松，冯帆，张陆捷，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。