一种链式级联自同步太阳能光伏发电控制装置及控制方法与流程

文档序号:11064482阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种链式级联自同步太阳能光伏发电控制装置,其特征在于,包括太阳能电池板(2)、含储能同步整流电路(3)、H桥叠波链式级联并网电路(4)、并网控制单元(5)、交流电压互感器(6)和交流电流互感器(7);

所述太阳能电池板(2)的输出端与所述含储能同步整流电路(3)输入端相连,该含储能同步整流电路(3)的输出端与所述H桥叠波链式级联并网电路(4)的输入端相连,该H桥叠波链式级联并网电路(4)的输出端与所述交流电压互感器(6)的输入端相连,所述交流电流互感器(7)的输入端串接于所述H桥叠波链式级联并网电路(4)的输出端,所述H桥叠波链式级联并网电路(4)的输出端与电网相连;所述交流电压互感器(6)的信号输出端与所述并网控制单元(5)的交流电压信号输入端相连,所述交流电流互感器(7)的信号输出端与所述并网控制单元(5)的交流电流信号输入端相连,所述并网控制单元(5)的N个H桥控制信号输出端分别与所述H桥叠波链式级联并网电路(4)的控制信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的链式级联自同步太阳能光伏发电控制装置,其特征在于,所述含储能同步整流电路(3)为含储能同步整流升压电路或含储能同步整流降压电路。

3.根据权利要求2所述的链式级联全域自同步太阳能光伏发电控制装置,其特征在于所述的含储能同步整流升压电路包含升压电抗器(8)、第一功率管(9)、第二功率管(10)、输入滤波电容(11)、输出滤波电容(12)、电压传感器(13)、电流传感器(14)和MPPT控制器(15);所述的输入滤波电容(11)并接在所述的含储能同步整流电路(3)的输入端的正负极之间,所述的第一功率管(9)的发射极与第二功率管(10)的发射极相连构成节点,所述的第一功率管(9)的集电极与所述的含储能同步整流电路(3)的负极线路相连,所述的第二功率管(10)的集电极构成输出的正端,所述的升压电抗器(8)的一端与所述的输入端的正极相连,所述的升压电抗器(8)的另一端与所述的第一功率管(9)、第二功率管(10)的节点相连,所述第一功率管(9)的控制端与所述的MPPT控制器(15)第一输出信号端相连,所述第二功率管(10)的控制信号端与所述的MPPT控制器(15)第二输出信号端相连,所述的第一功率管(9)和第二功率管(10)的控制逻辑相反,所述的MPPT控制器(15)的电压信号输入端与所述的电压传感器(13)的电压信号输出端相连,所述的MPPT控制器(15)的电流信号输入端与所述的电流传感器(14)的电流信号输出端相连,所述的电流传感器(14)输入端与所述的含储能同步整流电路(3)的输入端的负极相连,所述的电压传感器(13)的输入端与所述的含储能同步整流电路(3)的输入端的正极相连。

4.根据权利要求2所述的链式级联全域自同步太阳能光伏发电控制装置,其特征在于所 述的含储能同步整流降压电路包括降压电抗器(8)、第一功率管(9)、第二功率管(10)、输入滤波电容(11)、输出滤波电容(12)、电压传感器(13)、电流传感器(14)和MPPT控制器(15);所述的输入滤波电容(11)并接在所述的含储能同步整流电路(3)的输入端的正负极之间,所述的第一功率管(9)的发射极与第二功率管(10)的集电极相连构成节点,所述的第一功率管(9)的集电极与所述的含储能同步整流电路(3)的负极线路相连,所述的第二功率管(10)的发射极与所述的输入端的正极相连,所述的降压电抗器(8)的一端与所述的第一功率管(9)、第二功率管(10)的节点相连,所述的降压电抗器(8)的另一端构成输出端的正端,所述第一功率管(9)的控制端与所述的MPPT控制器(15)第一输出信号端相连,所述第二功率管(10)的控制信号端与所述的MPPT控制器(15)第二输出信号端相连,所述的第一功率管(9)和第二功率管(10)的控制逻辑相反,所述的MPPT控制器(15)的电压信号输入端与所述的电压传感器(13)的电压信号输出端相连,所述的MPPT控制器(15)的电流信号输入端与所述的电流传感器(14)的电流信号输出端相连,所述的电流传感器(14)输入端与所述的含储能同步整流电路(3)的输入端的负极相连,所述的电压传感器(13)的输入端与所述的含储能同步整流电路(3)的输入端的正极相连。

5.根据权利要求1所述的链式级联自同步太阳能光伏发电控制装置,其特征在于,所述H桥叠波链式级联并网电路(4)包含N个并联的H桥电路,每个H桥电路包含4只功率管并称为S1、S2、S3、S4,S1与S2串接在一起,S3与S4串接在一起,这两串并接在一起,S1的控制信号与S3的控制信号相同,S2的控制信号与S4的控制信号相同,S1的控制信号与S2的控制信号相反,S1和S3的控制信号输入端与所述的并网控制单元(5)的控制信号第一输出端相连,所述的S2和S4的控制信号输入端与所述的并网控制单元(5)的控制信号第二输出端相连;

所述并网控制单元(5)的N个H桥控制信号的输出端分别与所述的H桥叠波链式级联并网电路(4)的N个H桥电路的控制信号输入端相连,所述的并网控制单元(5)的交流电压信号输入端与所述的交流电压互感器(6)的电压信号输出端相连,所述的并网控制单元(5)输入的交流电流信号的输入端与所述的交流电流互感器(7)的电流信号输出端相连。

6.根据权利要求1所述的链式级联自同步太阳能光伏发电控制装置,其特征在于所述的H桥叠波链式级联并网电路(4)包含的H桥电路的数量N为12或16。

7.根据权利要求1所述的链式级联全域自同步太阳能光伏发电控制装置,其特征在于所述的功率管是MOSFET或IGBT开关管。

8.根据权利要求1所述的链式级联全域自同步太阳能光伏发电控制装置,其特征在于所 述的含储能低压同步整流升压电路(3)的输入端并接一电解电容、小电池或其他储能元件。

9.根据权利要求1所述的链式级联全域自同步太阳能光伏发电控制装置,其特征在于所述太阳能电池板(2)为1块电池板,或多块电池板串联或并联。

10.利用权利要求1所述的链式级联全域自同步太阳能光伏发电控制装置,对太阳能光伏发电并网控制方法,其特征在于,该方法步骤如下:

步骤1,设定并网控制单元(5)的初始值:

设定PWM1初值为0.8,设定PWM2初值为0.5,设定控制信号θ角初值=0;

步骤2,按下列公式计算所述的H桥叠波链式级联并网电路(4)的N个控制信号θ角值θ角:θn=nθA-(n-1)θB+N(cosθA-cosθB)

其中,n为链接数,N为桥模块串联数量,

θA=sin-1A=arcsinA;θB=sin-1B=arcsinB;

A=n/N;B=(n-1)/N;

步骤3,所述MPPT控制器(15)的控制:

设定PWM1初值为0.8;所述MPPT控制器(15)通过采集所述电压传感器(13)、电流传感器(14)的输出信号,对所述的第一功率管(9)和第二功率管(10)进行同步整流控制,实现太阳能电池板(2)的最大功率跟踪,PWM1从初值开始,每次增加0.01,直到搜索到最大功率为止。

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