专利名称：一种基于双桥smes的光伏并网控制系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及光伏并网技术领域，尤其是一种基于双桥SMES(超导储能装置—— Superconductor Magnetic Energy Storage)的光伏并网控制系统及控制方法。
背景技术：
大力发展可再生能源是减少环境污染、阻止全球变暖、解决未来能源危机的根本途径。太阳能光伏发电由于具有安全可靠、使用寿命长、无污染等优点，发展十分迅速，被认为是最有前途的新能源之一。由于独立光伏系统运行稳定性较差，容易受到外界因素的影响，因此并网光伏系统已经成为一种趋势，单项或三相光伏并网系统主要以分布式电源形式从配电网侧接入电网，随着配电网侧光伏发电的急剧增加，对电力系统的电压稳定、暂态稳定、可靠性将产生重大影响。在并网光伏发电系统中，对电网的跟踪控制直接关系到输出电能的质量和系统的运行效率，是系统的核心和技术关键，一种合理的控制方法就显得十分必要。光伏系统进行并网后出现的一个重要问题就是系统的暂态电压稳定，并网光伏系统中的逆变器、并网装置等电力电子器件要消耗大量的无功功率，配电系统中的负载大多呈感性，也必须消耗无功功率，这使大干扰后并网光伏系统的暂态电压稳定性面临严峻考验。并网光伏系统是一种非线性很强且容易波动的系统素以用常规的方法对其进行控制有的时候很难达到目的。超导储能装置(SMES)是利用超导储能磁体的无损耗高密度储能能力和电力电子装置的快速灵活变换等特性设计出的新型柔性交流控制器。它把电能存储在由循环电流产生的磁场中，能够快速、高效地与系统交换有功功率和无功功率，其灵活的四象限运行能力可以有效地提高系统的暂态电压稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于双桥SMES的光伏并网控制系统及控制方法，它可以克服现有技术的不足，是一种结构简单、能够快速、高效地与系统交换有功功率和无功功率、有效控制和改善光伏并网系统中暂态电压稳定问题的系统及方法。本发明的技术方案一种基于双桥SMES的光伏并网控制系统，包括光伏阵列和带交流母线的电网，其特征在于它包括逆变器、滤波电路、驱动电路及双桥SMES单元；其中， 所述逆变器的输入端连接光伏阵列的输出端和驱动电路的输出端，其输出端连接滤波电路的输入端和双桥SMES单元的输入端；所述双桥SMES单元的输入端连接光伏阵列的输出端、 逆变器的输出端和滤波电路的输出端，其输出端连接驱动电路的输入端；所述滤波电路的输出端。所述逆变器由前级DC/DC变换器和后级DC/AC变换器组成，DC/DC变换器以集成电路SG3525为核心，DC/AC变换器控制芯片采用TI公司的TMS320F240芯片。所述滤波电路采用RC无源滤波电路。所述双桥SMES单元由超导线圈L和并联的功率变换器组成，其与电网的交流母线的连接采用双桥结构。所述驱动电路采用顶公司的顶2110进行驱动。一种基于双桥SMES的光伏并网控制方法，其特征在于它包括以下步骤(1)分析光伏并网系统中的逆变器交流电路，得出注入并网点的有功功率Pg和无
功功率A
权利要求
1.一种基于双桥SMES的光伏并网控制系统，包括光伏阵列和带交流母线的电网，其特征在于它包括逆变器、滤波电路、驱动电路及双桥SMES单元；其中，所述逆变器的输入端连接光伏阵列的输出端和驱动电路的输出端，其输出端连接滤波电路的输入端和双桥SMES 单元的输入端；所述双桥SMES单元的输入端连接光伏阵列的输出端、逆变器的输出端和滤波电路的输出端，其输出端连接驱动电路的输入端；所述滤波电路的输出端。
2.根据权利要求1中所述一种基于双桥SMES的光伏并网控制系统，其特征在于所述逆变器由前级DC/DC变换器和后级DC/AC变换器组成，DC/DC变换器以集成电路SG3525为核心，DC/AC变换器控制芯片采用TI公司的TMS320F240芯片。
3.根据权利要求1中所述一种基于双桥SMES的光伏并网控制系统，其特征在于所述滤波电路采用RC无源滤波电路。
4.根据权利要求1中所述一种基于双桥SMES的光伏并网控制系统，其特征在于所述双桥SMES单元由超导线圈L和并联的功率变换器组成，其与电网的交流母线的连接采用双桥结构。
5.根据权利要求1中所述一种基于双桥SMES的光伏并网控制系统，其特征在于所述驱动电路采用顶公司的顶2110进行驱动。
6.一种基于双桥SMES的光伏并网控制方法，其特征在于它包括以下步骤(1)分析光伏并网系统中的逆变器交流电路，得出注入并网点的有功功率Pg和无功功率仏
7.根据权利要求6中所述一种基于双桥SMES的光伏并网控制方法，其特征在于所述步骤(6)中的双桥SMES发出的信号是由步骤⑵处理得到双桥SMES发出的有功功率P和无功功率Q，两者驱动逆变器工作。
8.根据权利要求6中所述一种基于双桥SMES的光伏并网控制方法，其特征在于所述步骤(6)中的由TMS320F240产生PWM脉宽调制波，是指逆变器交流电路注入并网点的功率与电网功率比较后，在TMS320F240芯片中，经过比例P环节，得到波形与三角波比较后获得 PWM脉宽调制波。(P/S) + arccos(S/Smax) 3(P/S) + arccos(S/Smax)
全文摘要
一种基于双桥SMES的光伏并网控制系统，它包括逆变器、滤波电路、驱动电路及双桥SMES单元；其控制方法为检测信号、建立模型、滤波比较、无功交换、有功交换、调整信号、故障排除恢复工作；其优越在于①提高光伏并网系统的暂态电压稳定性，使系统尽快恢复稳定运行，充分显现了其快速灵活的调节能力。②通过双桥结构可以直接控制SMES与系统交换的无功电流以满足系统的无功需求，从而提高暂态电压稳定性。
文档编号H02J3/38GK102315652SQ20111026584
公开日2012年1月11日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者周雪松, 廖程, 马幼捷 申请人:天津理工大学