一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光伏陣列，直流變換器(升壓斬波器)，穩(wěn)定控制模塊，逆變器，交流電網(wǎng)。穩(wěn)定控制模塊包括：電壓采集器、Buck/Boost型(升降壓)雙向變換器、蓄電池、數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊、穩(wěn)定控制器(CPU)和雙向變換器中電子開關(guān)器件的觸發(fā)單元。本實用新型中的控制量比現(xiàn)有控制器多了蓄電池的荷電狀態(tài)，對蓄電池的實際狀態(tài)采集更加準(zhǔn)確，且控制電路采用Buck/Boost型(升降壓)雙向變換器，其中的電子開關(guān)器件采用性能更佳的IGBT，這些使得本實用新型的控制精度高，保證了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體涉及一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界各國對能源需求的急劇膨脹、生態(tài)環(huán)境的日益惡化以及人類可持續(xù)發(fā)展的要求，世界各國都在積極開發(fā)利用可再生的新能源。而太陽能資源豐富、分布廣、無污染、可再生，使得太陽能光伏發(fā)電成為新能源開發(fā)中的主流。近年來，國外光伏并網(wǎng)技術(shù)已走出實驗室研究，進入了商業(yè)化市場運行機制。目前，在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，由于光伏電池輸出特性的非線性以及光照和溫度等外界因素的影響，光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出穩(wěn)定性很差，存在輸出功率和電壓波動的問題，并入電網(wǎng)會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的電能質(zhì)量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003](一 )要解決的技術(shù)問題
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題就是解決現(xiàn)有光伏系統(tǒng)輸出功率和電壓波動的問題，提高系統(tǒng)的電能質(zhì)量，提供一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)。
[0005]( 二 )技術(shù)方案
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光伏陣列、直流變換器，即升壓斬波器、穩(wěn)定控制模塊、逆變器、交流電網(wǎng)；光伏陣列通過直流變換器與穩(wěn)定控制模塊電氣連接，穩(wěn)定控制模塊的輸出與逆變器電氣連接，逆變器的輸出與交流電網(wǎng)電氣連接。
[0007]其中，穩(wěn)定控制模塊包括電壓采集器、Buck/Boost型升降壓雙向變換器、蓄電池、數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊、穩(wěn)定控制器(CPU)和雙向變換器中電子開關(guān)器件的觸發(fā)單元；電壓采集器并接于升壓斬波器的出口處，米集光伏系統(tǒng)的輸出母線電壓，電壓米集器的一個輸出端與數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊電氣連接，另一個輸出端與升降壓雙向變換器的一側(cè)電氣連接，雙向變換器另一側(cè)與蓄電池電氣連接，數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊從蓄電池采集蓄電池的電流Ib及蓄電池的荷電狀態(tài)S0C，并對采集的三個數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送到CPU中進行處理分析，向升降壓雙向變換器中電子開關(guān)器件的觸發(fā)單元發(fā)出控制信號，對蓄電池的充放電過程進行控制，從而穩(wěn)定光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
[0008](三)有益效果
[0009]本實用新型中的控制量比現(xiàn)有控制器多了蓄電池的荷電狀態(tài)，對蓄電池的實際狀態(tài)采集更加準(zhǔn)確，且控制電路采用Buck/Boost型(升降壓)雙向變換器，其中的電子開關(guān)器件采用性能更佳的IGBT，這些使得本實用新型的控制精度高，保證了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出的穩(wěn)定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1是本實用新型的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實用新型的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)的流程圖；
[0013]圖3是本實用新型的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)中選擇雙向變換器運行模式的流程圖；
[0014]圖中標(biāo)記:1光伏陣列，2直流變換器，3電壓采集器，4逆變器，5交流電網(wǎng)，6穩(wěn)定控制模塊，7雙向變換器，8蓄電池，9數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊，10穩(wěn)定控制器(CPU)，11觸發(fā)單
J Li ο
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的范圍。
[0016]一種適用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)，包括光伏陣列1，通過直流變換器(升壓斬波器)2于穩(wěn)定控制模塊6電氣連接，穩(wěn)定控制模塊6的輸出與逆變器4電氣連接，逆變器4與交流電網(wǎng)5電氣連接。穩(wěn)定控制模塊6包括電壓采集器3、Buck/Boost型(升降壓)雙向變換器7、蓄電池8、數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊9、穩(wěn)定控制器(CPU) 10和雙向變換器中電子開關(guān)器件的觸發(fā)單元11。
[0017]電壓采集器3并接于升壓斬波器2的出口處，采集光伏系統(tǒng)的輸出母線電壓，電壓采集器3的一個輸出端與數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊9電氣連接，另一個輸出端與升降壓雙向變換器7的一側(cè)電氣連接，雙向變換器7的另一側(cè)與蓄電池8電氣連接，數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊9從蓄電池8采集蓄電池的電流Ib及蓄電池的荷電狀態(tài)S0C，并對采集的三個數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送到CPUlO中進行處理分析，向升降壓雙向變換器7中電子開關(guān)器件的觸發(fā)單元11發(fā)出控制信號，對蓄電池的充放電過程進行控制，從而達到穩(wěn)定光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出的目的。
[0018]根據(jù)給出的結(jié)構(gòu)示意圖1將控制系統(tǒng)連線接好，打開電源，在CPUlO中設(shè)定三個閾值:光伏系統(tǒng)輸出的直流母線電壓Vset、蓄電池充電電流Iset和蓄電池放電限定最低容量SOCmin。數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊9實時檢測光伏系統(tǒng)輸出的直流母線電壓VB與蓄電池的荷電狀態(tài)SOC和電流Ib，并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)送入CPUlO中進行分析處理。CPUlO首先選擇升降壓雙向變換器7的工作模式，選擇過程如圖3所示。選定工作模式后，將實測的直流母線電壓VB與蓄電池的充電電流Ib與設(shè)定值相比較，差值送入PI控制器中，通過一系列的比較、分析和處理，得出對升降壓雙向變換器7中電子開關(guān)器件觸發(fā)單元11的控制驅(qū)動信號，實現(xiàn)對蓄電池充放電過程的有效控制，從而優(yōu)化光伏系統(tǒng)的輸出。
[0019]以上實施方式僅用于說明本實用新型，而非對本實用新型的限制。盡管參照實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本實用新型的技術(shù)方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括光伏陣列、直流變換器，即升壓斬波器、穩(wěn)定控制模塊、逆變器、交流電網(wǎng)；光伏陣列通過直流變換器與穩(wěn)定控制模塊電氣連接，穩(wěn)定控制模塊的輸出與逆變器電氣連接，逆變器的輸出與交流電網(wǎng)電氣連接；所述的穩(wěn)定控制模塊包括:電壓采集器、Buck/Boost型升降壓雙向變換器、蓄電池、數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊、穩(wěn)定控制器CPU和雙向變換器中電子開關(guān)器件的觸發(fā)單元；電壓采集器并接于升壓斬波器的出口處，采集光伏系統(tǒng)的輸出母線電壓，電壓采集器的一個輸出端與數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊電氣連接，另一個輸出端與升降壓雙向變換器的一側(cè)電氣連接，雙向變換器另一側(cè)與蓄電池電氣連接，數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊從蓄電池采集蓄電池的電流Ib及蓄電池的荷電狀態(tài)S0C，并對采集的三個數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送到CPU中進行處理分析，向升降壓雙向變換器中電子開關(guān)器件的觸發(fā)單元發(fā)出控制信號，對蓄電池的充放電過程進行控制，從而穩(wěn)定光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
【文檔編號】H02J3/38GK204156534SQ201420354078
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】王瑋茹, 石新聰, 鄭惠萍, 宋述勇, 曲瑩, 劉新元, 楊尉薇, 郝鑫杰, 薛敏, 段偉文, 張穎 申請人:國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院