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單級式光伏Z源逆變器模糊控制MPPT方法與流程

文檔序號:11411338閱讀:858來源:國知局
單級式光伏Z源逆變器模糊控制MPPT方法與流程
一種控制方法,特別是單級式光伏Z源逆變器模糊控制MPPT方法。

背景技術(shù):
由于外界環(huán)境變化對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)影響較大,其輸出功率直接受當(dāng)前環(huán)境太陽輻照和溫度影響,基于智能控制技術(shù)的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)一直是該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)問題,傳統(tǒng)的擾動(dòng)觀察法和電導(dǎo)增量法由于擾動(dòng)步長難以合理選擇,存在搜索時(shí)間長,穩(wěn)態(tài)功率波動(dòng)大等缺點(diǎn)。另一方面,傳統(tǒng)的兩級式光伏發(fā)電系統(tǒng)效率低于單級式Z源逆變器光伏發(fā)電系統(tǒng),未能將高效的Z源逆變器與更高效的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)結(jié)合,未實(shí)現(xiàn)高效的最大功率點(diǎn)跟蹤及逆變控制良好結(jié)合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對上述問題,本發(fā)明提供單級式光伏Z源逆變器模糊控制MPPT方法,基于Z源逆變器的單級式光伏系統(tǒng)利用Z源網(wǎng)絡(luò)和逆變器直通時(shí)間進(jìn)行升壓,同時(shí)采用非對稱模糊隸屬度的模糊控制器自適應(yīng)調(diào)節(jié)傳統(tǒng)電導(dǎo)增量法步長,實(shí)現(xiàn)控制器跟蹤的快速性及穩(wěn)定性,系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)緊湊,效率更高。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:單級式光伏Z源逆變器模糊控制MPPT方法,包括:乘法器通過光伏電壓采樣模塊和光伏電流采樣模塊實(shí)時(shí)測量的光伏陣列輸出電壓UPV和電流IPV確定當(dāng)前功率PPV,并將其存儲于功率存儲器,根據(jù)前一采樣時(shí)刻存儲于功率存儲器的光伏陣列輸出功率PPV_last,經(jīng)由第一減法器計(jì)算功率增量dP,同時(shí)將前一采樣時(shí)刻電壓步長存儲器所存儲的電壓步長Vstep_last,輸入模糊控制器;根據(jù)模糊控制器,獲取電導(dǎo)增量法電壓變化步長Vstep,并將其存儲于電壓步長存儲器;電導(dǎo)增量計(jì)算模塊根據(jù)模糊控制器輸出的電壓步長Vstep,根據(jù)當(dāng)前光伏組件輸出電壓UPV及電流IPV,輸出參考電壓值UPV*至PI控制器,PI控制器輸出獲得Z-源網(wǎng)絡(luò)直通占空比D0,輸入帶直通占空比的SVPWM模塊;電網(wǎng)電壓采樣模塊采集三相電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電壓eα、eb、ec輸出至帶直通比的SVPWM模塊;電網(wǎng)電流采樣模塊采集三相電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電流iα、ib、ic,將其輸入并網(wǎng)電流控制模塊,獲得SVPWM調(diào)制信號uα與uβ,并與帶直通比的SVPWM模塊連接,形成帶直通矢量的SVPWM,將輸出的統(tǒng)一控制PWM信號接入全橋逆變電路,實(shí)現(xiàn)光伏Z源逆變器模糊控制最大功率點(diǎn)跟蹤。前述的單級式光伏Z源逆變器模糊控制MPPT方法,模糊控制器采用光伏陣列功率增量dP,和前一采樣時(shí)刻電壓步長存儲器所存儲的電壓步長Vstep_last作為控制器輸入,輸出為下一時(shí)刻電導(dǎo)增量法變化步長Vstep。前述的單級式光伏Z源逆變器模糊控制MPPT方法,模糊控制器的輸入與輸出均劃分為6個(gè)模糊集,包括負(fù)大(NB),負(fù)中(NM),負(fù)小(NS),正小(PS),正中(PM),正大(PB)。前述的單級式光伏Z源逆變器模糊控制MPPT方法,模糊控制器輸入dP、Vstep_last與輸出Vstep的隸屬函數(shù)均為三角形隸屬函數(shù)。前述的單級式光伏Z源逆變器模糊控制MPPT方法,模糊控制器采用非對稱模糊規(guī)則。本發(fā)明的有益之處在于:通過模糊控制器判斷輸入功率增量dP及上一采樣時(shí)刻存儲的電壓步長Vstep_last,實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)地控制電導(dǎo)增量法步長Vstep,同時(shí)采用帶直通比的SVPWM的調(diào)制方式,發(fā)明了Z源逆變器整體控制方法;系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,在實(shí)現(xiàn)太陽能光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)快速跟蹤的同時(shí),實(shí)現(xiàn)正常逆變控制,高效可靠。附圖說明圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本發(fā)明模糊控制器輸入Vstep_last及輸出Vstep的隸屬函數(shù)圖;圖3是本發(fā)明模糊控制器輸入dP的隸屬函數(shù)圖;圖4是本發(fā)明模糊控制最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法的搜索路徑仿真結(jié)果;圖5是本發(fā)明模糊控制最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法的光伏陣列電壓曲線實(shí)驗(yàn)結(jié)果;具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作具體的介紹。單級式光伏Z源逆變器模糊控制最大功率點(diǎn)跟蹤系統(tǒng),包括:與太陽能光伏陣列相連的光伏電壓采樣模塊和光伏電流采樣模塊,與三相電網(wǎng)相連的電網(wǎng)電壓采樣模塊和電網(wǎng)電流采樣模塊;連接于光伏電壓采樣模塊、光伏電流采樣模塊并確定當(dāng)前功率PPV的乘法器,連接于乘法器的功率存儲器,連接于功率存儲器并計(jì)算功率增量dP的第一減法器,存儲前一采樣時(shí)刻的電壓步長Vstep_last的電壓步長存儲器,收集電壓步長存儲器信息獲取電導(dǎo)增量法電壓變化步長Vstep的輸入模糊控制器;連接于模糊控制器的電導(dǎo)增量計(jì)算模塊,接收光伏組件輸出電壓UPV及電流IPV,輸出的參考電壓值UPV*的PI控制器,連接PI控制器、電網(wǎng)電壓采樣模塊的SVPWM模塊,連接電網(wǎng)電流采樣模塊、SVPWM模塊的并網(wǎng)電流控制模塊,接收并網(wǎng)電流控制模塊輸出的統(tǒng)一控制PWM信號的全橋逆變電路;需說明的是,并網(wǎng)電流控制模塊是現(xiàn)有技術(shù),輸出兩相靜止坐標(biāo)系下SVPWM調(diào)制信號uα與uβ。直通比為全橋逆變電路中開關(guān)器件在一個(gè)調(diào)制周期內(nèi),上下橋臂直通時(shí)間所占比例。光伏電流采樣模塊連接于乘法器和電導(dǎo)增量計(jì)算模塊,乘法器連接于第一減法器、功率存儲器、模糊控制器、電導(dǎo)增量計(jì)算模塊、第二減法器、PI控制器。光伏電壓采樣模塊分別與乘法器、電導(dǎo)增量計(jì)算模塊和第二減法器連接。電網(wǎng)電壓采樣模塊與帶直通比的SVPWM模塊相連。電網(wǎng)電流采樣模塊與并網(wǎng)電流控制模塊、帶直通比的SVPWM模塊相連。帶直通比的SVPWM模塊與全橋逆變電路相連,太陽能光伏陣列與Z源網(wǎng)絡(luò)相連,Z源網(wǎng)絡(luò)與全橋逆變電路...
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