一种光伏并网发电系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种光伏并网发电系统，包括太阳能光伏阵列、直流配电单元、功率模块、交流配电负载单位、交流配电计量单位、液晶显示器及键盘、独立电网，所述的直流配电单元通过电路连接DSP微处理器，DSP的另一端通过电路连接交流配电负载单位；所述的一种光伏并网发电系统采用Matlab仿真及小信号分析方法建立传递函数信号；所述的一种光伏并网发电系统用双BOOST电路对电网进行无功补偿；所述的一种光伏并网发电系统采用主动扰动的方法防止孤岛效应。本发明以下技术效果：具有可靠并网保护功能，不仅可以根据电网过、欠压；过、欠频等情况下自动解列，和恢复后自动并网，而且可以利用软件锁相环主动扰动技术实现发孤岛效应。
【专利说明】—种光伏并网发电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏【技术领域】，尤其是涉及一种光伏并网发电系统。
【背景技术】
[0002]并网发电系统采用交流电力输出的光伏发电系统。由光伏阵列、充电控制器、逆变电源四部分组成，而逆变电源是关键部件。逆变电源将直流电转化为交流，功率晶体管交替开通得到交流电力，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变电源，由于直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V，在中、小容量的逆变电源中，由于直流电压较低，如12V、24V，就必须设计升压电路。中、小容量的逆变电源一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压你变电路三种，推挽电路将升压变压器的中性抽头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电力，由于功率晶体管共地边接，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏感，可限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低，带动感性负载的能力较差。逆变电源的主电路均需要有控制电路来实现，一般有方波和正弦波两种控制方式，方波输出的逆变电源电路简单，成本低，但效率低，谐波成份大。正弦波输出是逆变电源的发展趋势，随着微电子技术的发展，有PWM功能的微处理也问世，因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。美国、欧洲、日本等发达国家对于光伏并网技术的开发较早，而且增长很快，80年代以来以每年10-15%的速度增长，国内起步较晚，我国于1958年开始研究光伏技术，我国的光伏工业在20世纪80年代以前尚处于雏形，80年代以后，国家开始对光伏工业和光伏市场的发展给以支持，中央和地方政府在光伏领域投入了一定资金，使得我国十分弱小的光伏工业得到了巩固并在许多领域开始示范，如微波中继站、部队通信系统、水闸和石油管道的阴极保护系统、农村载波电话系统、小型户用系统和农村供电系统以及并网发电系统等，国内从“九五”期间开始重视并网技术的研究，但是企业实施研究并做成产品的只有寥寥几家。《可再生能源法》的颁布、实施和一系列新政策的出台，将会给并网技术的推广和应用带来一个前所未有的机会。
【发明内容】
[0003]为了克服现有的太阳能并网装置功耗大，安全性相对较差等问题，本发明提供了一种光伏并网发电系统。
[0004]本发明是将太阳能电池阵列所发出的的直流转变成交流电馈送电网，它将集成入阳能电池最大功率在跟踪功能(MPPT)，追踪太阳能电池板的最大输出功率，能有效提高太阳能的利用效率，同时还具备并网保护功能，不但能根据电网过压、欠压、过频、欠频等情况自动解列和自动并网运行，同时利用主动和被动式孤岛检出技术，实现反孤岛运行。具体研究内容如下:模糊逻辑控制(FLC-Fuzzy logic Controller)在最大功率跟踪(MPPT)中的应用；数字信号处理DSP在锁相环和主动扰动防止孤岛效应的应用；Matlab仿真小信号分析法建立传递函数及模糊控制和实验结果的精确反模糊过程；本发明预计达到的技术指标如下:
[0005]转换效率可达:94% ;功率因数:0.99 (接近I);对电网不产生干扰，电流总谐波2.5% ；
[0006]太阳能电池最大功率跟踪(MPPT)的控制精度在95%以上，使太阳能电池输出能力充分发挥；
[0007]具有可靠并网保护功能，不仅可以根据电网过、欠压；过、欠频等情况下自动解列，和恢复后自动并网，而且可以利用软件锁相环主动扰动技术实现发孤岛效应。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0009]图1为本发明的光伏并网系统技术线路图；
[0010]图2为本发明的交替型Boost功率因数校正电路；
[0011]图3为本发明的交替型Boost功率因数校正电路的四种工作状态；
【具体实施方式】
[0012]本发明具体是通过以下技术方案实现:
[0013]一种光伏并网发电系统，包括太阳能光伏阵列、直流配电单元、功率模块、交流配电负载单位、交流配电计量单位、液晶显示器及键盘、独立电网、DSP微处理器。太阳能光伏阵列包括至少两个光伏发电装置(太阳能电池板)，所有的光伏发电装置连接直流配电单元一端，直流配电单元另一端连接DSP微处理器和功率模块，DSP连接有液晶显示及键盘，交流配电负载单位连接有独立电网。
[0014]本发明应用了软件锁相环(SPLL)及数字信号处理(DSP)。
[0015]DSP微处理器进行最大功率跟踪采用的是模糊逻辑控制(FLC)，由于日照的不确定性，太阳电池阵列的温度变化，负载的变化和太阳电池U-1的强烈非线性，针对这样的非线性系统，应用模糊控制方法，借助Matlab工具，Matlab模糊控制工具拓展了 Matlab对模糊控制系统的设计能力，通过交互式图形工具，通过命令行函数或基于模糊聚类或自适应神经模糊技术实现。实验结果发现实时性和动态性能好，而且稳定，不会出现误判断现象，精度高达95%。
[0016]光伏发电并网逆变电源是利用功率器件IPM，在控制系统控制下，将光伏直流变换单元输出的直流电能变换成交流电能，并回馈至电网，其控制技术核心采用了 PWM逆变技术，实现电能在变流装置与电网间双向流动，当系统工作时，首先控制系统接受来自直流侧以及网侧的电量检测信号，在控制系统内64位DSP的统一控制下，通过最大功率寻优，电压、电流调节，以及空间矢量PWM波型发生等向功率驱动，主电路发出控制指令，实现光伏整列的并网发电。变流装置既可以工作于整流状态，也可以工作于逆变状态。其关键在于网侧电流的控制。如果网测电流与电网电压同相位，则实现了单位功率因数整流控制；如果网侧电流与电网电压相位相反，则实现了单位因数逆变控制。进行光伏并网发电时，稳态时装置应运行于逆变状态。
[0017]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种光伏并网发电系统，包括太阳能光伏阵列、直流配电单元、功率模块、交流配电负载单位、交流配电计量单位、液晶显示器及键盘、独立电网，其特征在于，所述的直流配电单元通过电路连接DSP微处理器，DSP的另一端通过电路连接交流配电负载单位；所述的一种光伏并网发电系统采用Matlab仿真及小信号分析方法建立传递函数信号；所述的一种光伏并网发电系统用双BOOST电路对电网进行无功补偿；所述的一种光伏并网发电系统采用主动扰动的方法防止孤岛效应。
2.根据权利要求1所述的一种光伏并网发电系统，其特征在于，所述的DSP微处理器进行最大功率跟踪采用的是模糊逻辑控制。
3.根据权利要求1所述的一种光伏并网发电系统，其特征在于，所述的液晶显示器安装有按键查询参数系统。
4.根据权利要求3所述的一种光伏并网发电系统，其特征在于，诉说的按键查询系统由控制局域网和RS232和RS485串行通讯相结合的光伏并网逆变系统参数测量及计量体系构建。
【文档编号】H02J3/38GK104426161SQ201310386448
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】顾佩莉 申请人:兰州新盛光伏科技有限公司