直流微电网中光伏发电系统电流的周期波动抑制方法

摘要

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。本发明适用于抑制直流微电网中光伏发电系统电流的周期波动。

主权项

1.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y_f(k)；滑动平均滤波器的离散化方程为：$y_f\left(k\right)=y_f(k-1)+\frac{[x\left(k\right)-{\lambda }_1\left(0\right)]}{N}$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，y_f(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y_f(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y_f(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y_PI(k)；比例积分控制器的离散化方程为：y_PI(k)=y_PI(k-1)+K_P[y_f(k)-y_f(k-1)]+K_IT_Sy_f(k)]，其中，y_PI(k-1)为第k-1个计算周期的比例积分控制器的输出值，K_P为比例系数，K_I为积分系数，T_S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y_RC(k)；再将y_RC(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y_RC1(k)；重复控制器的离散化方程为：$y_{\mathrm{RC}}\left(k\right)={\lambda }_2\left(a\right)+\tilde{x}\left(k\right),$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)=y_RC(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y_PI(k)和步骤七获得的输出值y_RC1(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。