微电网光伏微电源控制系统

摘要

本发明公开了一种微电网光伏微电源控制系统，包括通过固态开关STS分别接入微电网和负荷的光伏微电源主电路及通过驱动板与光伏微电源主电路连接的光伏微电源控制器，所述光伏微电源控制器包括：最大功率点跟踪控制模块、有功和无功功率计算模块、蓄电池充放电控制模块、功率角控制模块、无功功率-电压控制模块和PWM生成器。本发明所述微电网光伏微电源控制系统专门针对光伏微电源并网微电网进行控制，保证其稳定性，从而有效实现高效、环保和优质供电的微电网，对大电网起到有益补充。

主权项

1.一种微电网光伏微电源控制系统，包括通过固态开关STS分别接入微电网和负荷的光伏微电源主电路及通过驱动板与光伏微电源主电路连接的光伏微电源控制器，所述光伏微电源控制器包括：最大功率点跟踪控制模块：光伏电池阵列PV的输出电流I_PV和直流侧电容器C_dc两端的电压V_PV分别作为输入量，进行下述处理步骤：(1)根据光伏电池阵列特性，预设电压V_PV^*，并使V_PV(k)＝V_PV^*，k为采样时刻；(2)通过检测得到当前的光伏电池阵列输出电压V_PV′(k)和电流I_PV′(k)计算当前时刻的输出功率P_PV′(k)＝V_PV′(k)·I_PV′(k)；(3)用光伏电池阵列输出电压V_PV对光伏电池阵列输出功率P_PV进行求导，即如果则保持搜索方向，即V_PV(k+1)＝V_PV(k)+ΔV_PV；否则改变搜索方向，即V_PV(k+1)＝V_PV(k)-ΔV_PV；其中，ΔV_PV为光伏电池阵列输出电压V_PV的变化量，dP_PV＝P_PV(k)-P_PV′(k)，dV_PV＝V_PV(k)-V_PV′(k)；(4)使下一时刻的输出功率等于当前时刻的输出功率，即P_PV(k+1)＝P_PV′(k)；(5)重复步骤(2)；有功和无功功率计算模块：光伏微电源与负载的连接点电压和流过电抗器X的电流作为输入量，通过有功和无功功率计算得出有功功率P和无功功率Q作为输出量；蓄电池充放电控制模块：有功和无功功率计算模块输出的有功功率P和最大功率点跟踪控制模块输出的光伏电池阵列输出功率P_PV的差值作为输入量，进行判断后，将判断结果作为输出量U_BC接入蓄电池组；判断过程为：当光伏电池阵列输出功率P_PV大于等于有功功率P时，蓄电池进入充电子程序；当P_PV＜P时，蓄电池进入放电子程序，快速反应负荷的功率需求；功率角控制模块：有功功率P与有功功率参考值P_ref的差值作为输入量接入功率角控制模块的输入端，功率角控制模块的输出量δ_V；无功功率-电压控制模块：有功和无功功率计算模块输出的无功功率Q和电压参考V_ref作为输入量，无功功率-电压控制模块的输出量V_QV；PWM生成器：无功功率-电压控制模块的输出量V_QV和功率角控制模块的输出量δ_V共同作为输入量，处理方法为：假设连接电抗器X和耦合变压器T的等效电感为L，那么有功功率P和无功功率Q与光伏微电源的输出电压幅值V和功率角δ之间的关系为：$P=\frac{3\mathrm{VE}}{2\mathrm{\omega L}}\sin \delta ---\left(1\right)$$Q=\frac{3V}{2\mathrm{\omega L}}(V-E\cos \delta )---\left(2\right)$式(1)、(2)中，ω是工频角频率，E是公共连接点的电压幅值，等效电感L的大小使功率角δ不大于10°，那么有功功率P和功率角δ成正比例，而无功功率Q与光伏微电源的输出电压幅值V成正比例。