本發(fā)明涉及一種光伏并網(wǎng)發(fā)電，尤其涉及一種光伏并網(wǎng)發(fā)電功率平抑控制方法。

背景技術(shù)：

光伏發(fā)電無污染、無噪音、運(yùn)行成本低，是理想的可持續(xù)能源，發(fā)展前景好。據(jù)預(yù)測，到2050年太陽能在能源結(jié)構(gòu)中的比例將達(dá)到13.5%，是未來化石能源的主要替代能源之一。

經(jīng)過多年的發(fā)展，光伏發(fā)電正逐漸從過去的小規(guī)模離網(wǎng)系統(tǒng)，向大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電方向發(fā)展?；谧畲蠊β矢櫩刂疲∕aximumPowerPointTracking,MPPT）和各種并網(wǎng)逆變控制的光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)得到了廣泛研究。但是，由于光照和溫度變化無常，光伏發(fā)電站輸出的功率并不穩(wěn)定，導(dǎo)致電壓波動。當(dāng)前，光伏發(fā)電站在電力系統(tǒng)中所占比例很小，功率波動對電網(wǎng)影響不大。可是隨著兆瓦級光伏電站的建設(shè)，其規(guī)模將不斷增大，當(dāng)發(fā)電功率達(dá)到一定比例時(shí)，功率波動會給電網(wǎng)運(yùn)行帶來危害。另外，當(dāng)電網(wǎng)故障斷開時(shí)，光伏陣列將停止發(fā)電，降低了系統(tǒng)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服光伏發(fā)電因光照強(qiáng)度與溫度變化而導(dǎo)致的發(fā)電功率波動的難題，本發(fā)明提出一種光伏并網(wǎng)發(fā)電功率平抑控制方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：以光伏發(fā)電最大功率跟蹤和并網(wǎng)逆變控制為基礎(chǔ)，引入蓄電池儲能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對發(fā)電功率削峰填谷、平抑的功能。光伏發(fā)電系統(tǒng)采用兩級功率變換結(jié)構(gòu)，以最小化逆變器容量，解耦最大功率控制與逆變并網(wǎng)控制。在逆變器直流母線上并接雙向DC/DC變換器，對儲能電池充放電予以管理。

光伏并網(wǎng)發(fā)電功率平抑控制方法包括最大功率跟蹤、并網(wǎng)逆變和儲能系統(tǒng)三個(gè)部分。

所述最大功率跟蹤隨著光照和溫度變化實(shí)時(shí)調(diào)整光伏陣列的工作電壓，使其盡可能工作在最大功率點(diǎn)。

所述并網(wǎng)逆變能夠使期望輸出電流波形正弦度高、諧波小、功率因數(shù)為1。

所述儲能系統(tǒng)由一個(gè)雙向DC/DC變換器和蓄電池組成，根據(jù)光伏陣列發(fā)出的功率和電網(wǎng)反饋回來的信息，控制蓄電池的能量流動。

本發(fā)明的有益效果是：以光伏發(fā)電最大功率跟蹤和并網(wǎng)逆變控制為基礎(chǔ)，引入蓄電池儲能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對發(fā)電功率削峰填谷、平抑的功能。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，有效解決了光伏功率波動的問題。系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了最大功率跟蹤和并網(wǎng)發(fā)電，而且通過功率平抑控制，有效地穩(wěn)定了并網(wǎng)功率。當(dāng)電網(wǎng)故障斷開時(shí)，光伏陣列仍然可以發(fā)電，將能量存儲于電池，提高了系統(tǒng)效率。

附圖說明

圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

圖2DC/AC控制。

圖3雙向DCDC。

圖4雙向DCDC控制。

具體實(shí)施方案

圖1中，Boost變換器主要用于實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤，同時(shí)把光伏陣列較低的電壓升到較高的電壓，供三相逆變橋使用；三相逆變橋用于實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變；由雙向DC/DC變換器和蓄電池構(gòu)成的儲能系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)功率平抑控制，以及電網(wǎng)故障時(shí)存儲光伏陣列發(fā)出的能量。

當(dāng)光照和溫度一定時(shí)，光伏電池輸出電壓隨負(fù)載變化，而且在某一電壓值時(shí)輸出功率最大，此工作點(diǎn)即為最大功率點(diǎn)，而且最大功率點(diǎn)隨光照和溫度的變化而變化。因此，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，隨著光照和溫度變化實(shí)時(shí)調(diào)整光伏陣列的工作電壓，使其盡可能工作在最大功率點(diǎn)。光伏并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，期望輸出電流波形正弦度高、諧波小、功率因素為1，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵是逆變器的控制方法。

采用輸出電流控制，則可以有效控制輸出電流，在逆變器輸出電流與電網(wǎng)電壓同步時(shí)，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為1，而且控制方法簡單。圖2中，采用SVPWM和雙環(huán)控制結(jié)構(gòu)，外環(huán)控制直流母線電壓，內(nèi)環(huán)控制逆變器輸出電流。

儲能系統(tǒng)主要由一個(gè)雙向DC/DC變換器和蓄電池組成。雙向DC/DC變換器并聯(lián)在逆變器直流母線上，根據(jù)光伏陣列發(fā)出的功率和電網(wǎng)反饋回來的信息，控制蓄電池的能量流動。圖3中，開關(guān)管G1和G2互補(bǔ)工作，當(dāng)光伏陣列發(fā)出功率大于給定的并網(wǎng)功率時(shí)，蓄電池充電，此時(shí)雙向DC/DC變換器工作在Buck電路模式。當(dāng)光伏陣列發(fā)出功率小于給定的并網(wǎng)功率時(shí)，蓄電池放電，此時(shí)雙向DC/DC變換器工作在Boost電路模式。

圖4中，電網(wǎng)正常時(shí)，外環(huán)是功率控制環(huán)，光伏陣列發(fā)出的波動功率P經(jīng)過低通濾波器濾波，濾除高頻量，減小變化率，其輸出值作為并網(wǎng)功率的給定值 ；將 與逆變器并網(wǎng)的實(shí)際功率值 比較，誤差 經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器，以調(diào)整電池的工作電流參考值I*。當(dāng)電網(wǎng)由于故障斷開時(shí)，外環(huán)是直流母線電壓控制環(huán)，將直流母線實(shí)際電壓值U作為反饋信號，與給定電壓值 比較，誤差 經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器，以調(diào)整電池的工作電流參考值 。內(nèi)環(huán)為電池工作電流控制環(huán)，使電池實(shí)際的工作電流值I跟蹤外環(huán)給定的電流參考值 。在外環(huán)PI調(diào)節(jié)器之后采用限幅環(huán)節(jié)，以限制電池工作電流。