fs为由交流电压us得到的频率；Ps表示所述控制系统输出的 有功功率所述控制单元通过下述模型合成与交流三相分别对应的逆变单元PWM信号PWMa、PWMb、 PffMc:Uciut为交流电压幅值控制量，U_=UN-uq ^为频率控制量，fCiut=fN-Ud 控制单元通过其逆变单元PWM信号输出端将与交流三相分别对应的逆变单元PWM信号 PWMa、PffMb、PWM。传输给逆变单元的控制端，以控制逆变单元的输出电压和频率，消除无功功 率不平衡引起的电压偏差以及有功功率不平衡引起的频率偏差； 所述控制单元的并网开关控制输出端还与所述并网开关的控制端连接，所述控制单元 还通过其电网电压信号输入端获取电网电压信号，以根据电网电压是否正常控制所述并网 开关的通断，当电网电压正常时，并网开关导通，控制系统处于并网运行模式，当电网电压 故障时，并网开关关断，控制系统处于独立运行模式。2. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光伏发电控制系统，其特征在于，所述第一 下垂控制系数kq的范围取Kkq〈10,所述第二下垂控制系数kf的范围取Kkf〈10。3. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光伏发电控制系统，其特征在于，所述第一 下垂控制系数满足下式其中kq。为第一下垂控制系数预设初值， l<kq〇<10〇4. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光伏发电控制系统，其特征在于，所述第二 下垂控制系数满足下式其中kf。为第二下垂控制系数预设初值， l<kf〇<10〇5. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光伏发电控制系统，其特征在于，所述控制 单元为数字信号处理器。6. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光伏发电控制系统，其特征在于，所述直流 电压检测装置包括直流电压传感器。7. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光伏发电控制系统，其特征在于，所述交流 电压检测装置包括交流电压互感器。8. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光伏发电控制系统，其特征在于，所述交流 电流检测装置包括交流电流传感器。9. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光伏发电控制系统，其特征在于，所述第一 比例积分控制器的比例系数kpl的范围取O<kpl< 100,第一比例积分控制器的积分系数 ku的范围取0 <ku< 10。10. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光伏发电控制系统，其特征在于，所述第二 比例积分控制器的比例系数kp2的范围取0 <kp2< 100,第二比例积分控制器的积分系数 kl2的范围取0 <kl2< 10。11. 如权利要求1所述的即插即用的太阳能光伏发电控制系统，其特征在于，所述逆 变单元包括与交流三相相连的三相逆变结构与公共直流母线电容，其中每相逆变结构均包 括：第一IGBT、第二IGBT，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的集电极通过所述公共直流母线电容与所述第二IGBT的发射极连接，作为逆变 单元的控制端的所述第一IGBT和第二IGBT的控制端，其与对应相逆变单元PffM信号对应 的控制单元的逆变单元PWM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的集电极为逆变单元的交流输出端，所述公共直流母线电容两端为逆 变单元的直流输入端，其电压为逆变单元的直流电压UDC。12. -种即插即用的太阳能光伏发电控制方法，其特征在于，包括步骤： 将太阳能光伏电池板的输出端连接到逆变单元的直流输入端，逆变单元的交流输出端 连接到本地负载，同时通过并网开关连接到电网； 测量逆变单元输出的交流电Sus、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夹角P、频率fs，并进一步得到控制系统输出 的无功功率Qs，，以及控制系统输出的有功功率Ps，其中通过第一下垂控制Qraf=kq* (Un-Us)得到无功功率给定值Qraf，其中kq为第一下垂控制 系数，Un为设定的交流电压额定值，将无功功率给定值Qraf和控制系统输出的无功功率1之 差进行第一比例积分控制得到逆变单元无功功率控制量IV其计算公式为： Uq=kpl* (Qraf-Qs) +Ic11*J(Qraf-Qs)dt，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； 通过第二下垂控制Praf=kf*(fN-fs)得到有功功率给定值Praf，其中kf为第二下垂控制 系数，fN为设定的频率额定值，将有功功率给定值P和控制系统输出的有功功率Ps之差 进行第二比例积分控制得到逆变单元有功功率控制量Ud，其计算公式为 Ud=kp2*(Praf-Ps)+kl2*J(Praf-Ps)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； 测量逆变单元的直流电压UDe，将逆变单元无功功率控制量Uq和逆变单元有功功率控 制量^通过下式计算得到与交流三相分别对应的逆变单元PffM信号PffMa、PWMb、PWM。：Uciut为交流电压幅值控制量，U_=UN-uq ^为频率控制量，fCiut=fN_ud， 并将其传输给所述逆变单元的控制端，以控制逆变单元的输出电压和频率，消除无功 功率不平衡引起的电压偏差以及有功功率不平衡引起的频率偏差； 获取电网电压信号，以根据电网电压是否正常控制所述并网开关的通断，当电网电压 正常时，导通并网开关，进入并网运行模式，当电网电压故障时，关断并网开关，进入独立运 行模式。13. 如权利要求12所述的即插即用的太阳能光伏发电控制方法，其特征在于，所述第 一下垂控制系数kq的范围取Kkq〈10,所述第二下垂控制系数kf的范围取Kkf〈10。14. 如权利要求12所述的即插即用的太阳能光伏发电控制方法，其特征在于，所述第 一下垂控制系数满足下式其中kq。为第一下垂控制系数预设初值， l<kq〇<10〇15. 如权利要求12所述的即插即用的太阳能光伏发电控制方法，其特征在于，所述第 二下垂控制系数满足下式其中kf。为第二下垂控制系数预设初值， l<kf〇<10〇16. 如权利要求12所述的即插即用的太阳能光伏发电控制方法，其特征在于，所述第 一比例积分控制的比例系数kpl的范围取O<kpl< 100,第一比例积分控制的积分系数ku 的范围取0 <ku< 10。17. 如权利要求12所述的即插即用的太阳能光伏发电控制方法，其特征在于，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k12 的范围取0 <kl2< 10。18. 如权利要求12所述的即插即用的太阳能光伏发电控制方法，其特征在于，所述逆 变单元包括与交流三相相连的三相逆变结构与公共直流母线电容，其中每相逆变结构均包 括：第一IGBT、第二IGBT，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的集电极通过所述公共直流母线电容与所述第二IGBT的发射极连接，作为逆变 单元的控制端的所述第一IGBT和第二IGBT的控制端，其与对应相逆变单元PffM信号对应 的控制单元的逆变单元PWM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的集电极为逆变单元的交流输出端，所述公共直流母线电容两端为逆 变单元的直流输入端，其电压为逆变单元的直流电压UDC。
【专利摘要】本发明公开了一种即插即用的太阳能光伏发电控制系统，其包括：逆变单元，并网开关，直流电压检测装置，交流电流检测装置，交流电压检测装置；还包括控制单元，其通过所述各检测装置测量逆变单元输出的交流电压us、交流电流is；计算得到逆变单元PWM信号，该信号控制逆变单元的输出电压和频率，消除无功功率不平衡引起的电压偏差以及有功功率不平衡引起的频率偏差，具有即插即用和无缝切换的功能；在并网运行模式下，光电和电网均可为本地负载提供电能，在独立运行模式下，光电为本地负载提供电能。相应地，本发明还公开了一种即插即用的太阳能光伏发电控制方法。
【IPC分类】H02J3/38, H02S40/30
【公开号】CN105227127
【申请号】CN201510612671
【发明人】刁慕檩
【申请人】上海载物能源科技有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月23日