一种减少太阳能光伏发电波动的控制系统及方法_2

文档序号:9289646阅读:来源:国知局
方案中,由于第一IGBT的控制端和第二IGBT的控制端信号相反,控制单元的 控制信号输出端输出的电力海绵脉宽调制信号可经外部反相器或者由控制单元内部生成 相反的电力海绵脉宽调制信号,然后将电力海绵脉宽调制信号和相反的电力海绵脉宽调制 信号对应输入第一IGBT的控制端和第二IGBT的控制端。
[0034]进一步地,本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制系统中,所述电力海绵 包括与交流三相分别对应的三个全桥结构,其中每一个全桥结构均包括:第一IGBT、第二 IGBT、第三IGBT、第四IGBT以及直流电容,其中所述第一IGBT的发射极连接所述第三IGBT 的集电极,所述第二IGBT的发射极连接所述第四IGBT的集电极,所述第一IGBT和第二 IGBT的集电极通过所述直流电容与所述第三IGBT和第四IGBT的发射极连接,第一IGBT的 控制端和第四IGBT控制端相连,第二IGBT的控制端和第三IGBT控制端相连,作为电力海 绵的控制端的所述第一IGBT和第三IGBT的控制端,其与对应相电力海绵脉宽调制信号对 应的控制单元的控制信号输出端相连,其中所述第一IGBT和第二IGBT的控制端的信号相 反,第一IGBT的发射极和第二IGBT的发射极串接在电网与阻性负载之间,所述直流电容两 端的电压为电力海绵的直流电压UDC。
[0035] 上述方案中,由于第一IGBT的控制端和第三IGBT的控制端信号相反,控制单元的 控制信号输出端输出的电力海绵脉宽调制信号可经外部反相器或者由控制单元内部生成 相反的电力海绵脉宽调制信号,然后将电力海绵脉宽调制信号和相反的电力海绵脉宽调制 信号对应输入第一IGBT的控制端和第三IGBT的控制端。
[0036] 相应地,本发明还提供了一种减少太阳能光伏发电波动的控制方法,其包括步 骤:
[0037] 在电网的接入太阳能光伏发电系统侧接入电力海绵,该电力海绵连接电阻负荷;
[0038] 测量电网输入至电力海绵的交流电压^、交流电流is,并由此得到交流电压幅值 Us、交流电流幅值Is、交流电压与交流电流的功角d以及相位0,并进一步得到电阻负荷功 率Pi,其中 ;
[0039] 从太阳能光伏发电系统获取太阳能光伏发电功率PPV。,该太阳能光伏发电功率PPV。 经一阶惯性环节得到太阳能光伏发电系统注入电网的功率PPVraf,将太阳能光伏发电功率 PPV。和太阳能光伏发电系统注入电网的功率PPVTOf之差作为电阻负荷功率参考值PlTOf;
[0040] 将电阻负荷功率参考值Plraf和电阻负荷功率Pi之差进行第一比例积分控制得到 电力海绵交流电压控制量IV其计算公式为
[0041]UfkpWP^f-Pj+ku*J(P^f-Pjdt,其中kpl为第一比例积分控制的比例系数, ku为第一比例积分控制的积分系数;
[0042] 设定直流电压给定值UD&rf,测量电力海绵的直流电压UDC,将设定直流电压给定值 uDCraf和测量电力海绵的直流电压uDe之差进行第二比例积分控制得到电力海绵直流电压控 制量Ud,其计算公式为
[0043]ud=kp2* (UDCref-UDC) +kl2*J(UDCref-UDC)dt,其中kp2为第二比例积分控制的比例系 数,kl2为第二比例积分控制的积分系数;
[0044] 将电力海绵交流电压控制量uq和电力海绵直流电压控制量ud进行dq-abc派克反 变换,得到与交流三相分别对应的电力海绵脉宽调制信号ua、Ub、U。,并将其传输给所述电力 海绵的控制端,以控制电力海绵加在所述电阻负荷上的电压,从而控制电阻负荷功率Pi,以 平抑太阳能光伏发电功率P?的波动,使得太阳能光伏发电系统注入电网的功率为ppvraf。
[0045] 进一步地,本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制方法中,所述dq-abc派 克反变换的变换公式如下:
[0046]
[0047] 式中,0为相位角,其可由接收自交流电压检测装置的交流电压us和接收自交流 电流检测装置的交流电流is得到。
[0048] 本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制方法,可自动控制电阻负荷功率 消输入太阳能光伏发电功率PPTO的波动,使得太阳能光伏发电系统注入电网的功率为 PPVraf,从而趋于平稳。其具体控制原理和上述系统是相同的,在此不再赘述。
[0049] 优选地,本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制方法中,所述第一比例积 分控制的比例系数kpl的范围取0 <kpl< 100,第一比例积分控制的积分系数ku的范围取 0 < ku< 10〇
[0050] 优选地,本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制方法中,所述第二比例积 分控制的比例系数kp2的范围取0 <kp2< 100,第二比例积分控制的积分系数kl2的范围取 0 <kl2< 10〇
[0051 ] 优选地,本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制方法中,所述一阶惯性环 节的计算公式为:
[0052]
[0053] 其中,一阶惯性环节参数1\的范围取0 < !\< 10。
[0054] 进一步地,本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制方法中,所述电力海绵 包括与交流三相分别对应的三个半桥结构,其中每一个半桥结构均包括:第一IGBT、第二 IGBT以及直流电容,其中所述第一IGBT的发射极连接所述第二IGBT的集电极,所述第一 IGBT的集电极通过所述直流电容与所述第二IGBT的发射极连接,作为电力海绵的控制端 的所述第一IGBT和第二IGBT的控制端,其与对应相电力海绵脉宽调制信号对应的控制单 元的控制信号输出端相连,其中所述第一IGBT和第二IGBT的控制端的信号相反,第二IGBT 的集电极和发射极串接在对应相的电网与阻性负载之间,所述直流电容两端的电压为电力 海绵的直流电压UDC。
[0055] 进一步地,本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制方法中,所述电力海绵 包括与交流三相分别对应的三个全桥结构,其中每一个全桥结构均包括:第一IGBT、第二 IGBT、第三IGBT、第四IGBT以及直流电容,其中所述第一IGBT的发射极连接所述第三IGBT 的集电极,所述第二IGBT的发射极连接所述第四IGBT的集电极,所述第一IGBT和第二 IGBT的集电极通过所述直流电容与所述第三IGBT和第四IGBT的发射极连接,第一IGBT的 控制端和第四IGBT控制端相连,第二IGBT的控制端和第三IGBT控制端相连,作为电力海 绵的控制端的所述第一IGBT和第三IGBT的控制端,其与对应相电力海绵脉宽调制信号对 应的控制单元的控制信号输出端相连,其中所述第一IGBT和第三IGBT的控制端的信号相 反,第一IGBT的发射极和第二IGBT的发射极串接在电网与阻性负载之间,所述直流电容两 端的电压为电力海绵的直流电压UDC。
[0056] 本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制系统与现有技术相比,具有以下有 益效果:
[0057] 1)控制器容量小,不用储能;
[0058] 2)低成本实现输出太阳能光伏发电系统注入电网的功率PPVraf平稳;
[0059] 本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制方法同样具有上述效果。
【附图说明】
[0060]图1为本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制系统在一种实施方式下的 结构示意图。
[0061]图2为本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制系统在一种实施方式下的 电力海绵的拓扑图。
[0062]图3为本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制系统在另一种实施方式下 的电力海绵的拓扑图。
[0063]图4为本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制方法在一种实施方式下的 控制原理图。
【具体实施方式】
[0064] 下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的减少太阳能光伏发电波 动的控制系统及方法做进一步的解释和说明。
[0065]图1示意了本发明所述的减少太阳能光伏发电波动的控制系统在一种实施方式 下的结构。如图1所示,本实施例中,太阳能光伏发电系统1将太阳能转化为电
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1