一种基于光伏并网系统的非线性电流控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于本光伏发电控制技术领域，尤其涉及一种基于光伏并网系统的非线性电流控制电路。
【背景技术】
[0002]因光照的间歇性和电能变换装置的非线性函数关系，光伏并网系统体现出很强的非线性特征，可能出现的非线性特征对系统动态变化的性能影响大，响应速度慢，与此同时，光伏并网发电系统在运行过程中发电效率低下，为了改善系统的动态性能的控制，动态性能的控制主要包括多种PI控制、无差拍控制、滑模控制和多种智能控制等，但在光伏并网发电系统的实际应用中，面临着光伏电源的输出特性时刻变化、负荷变化、突发故障等多种问题；因此，为了提高单相光伏并网发电系统的入网电能质量，以及在简化设备结构、降低配置成本上考虑，研发与并网逆变器硬件设备相适应的高性能电流控制具有很强的研宄与应用价值，根据非线性电流控制所建立的控制系统，通过采集光伏阵列输出和光伏并网发电系统输入电网侧的电压和电流信号，经过非线性电流控制环节，与最大功率点跟踪和锁相环等功能配合，调节逆变器以实现光伏并网发电系统的稳定高效运行。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的为解决现有技术的上述问题，提供了一种基于响应速度快、结构简单的光伏并网系统的非线性电流控制电路，为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0004]一种基于光伏并网系统的非线性电流控制电路，其特征在于:包括光伏阵列、并网逆变器、滤波电路、MPPT跟踪模块、PWM调制电路、电压/电流采样电路、锁相环控制模块和电流控制模块，所述光伏阵列的输出端分别与MPPT跟踪模块和并网逆变器输入端连接，所述并网逆变器输出端通过滤波电路输出至交流配电网和电压/电流采样电路，电压/电流采样电路输出端分别与锁相环控制模块和电流控制模块连接，所述MPPT跟踪模块与电流控制模块连接，所述电流控制模块输出的控制电流通过PWM调制电路后对并网逆变器进行控制。
[0005]优选地，所述光伏阵列的输出端与并网逆变器的输入端之间还并联有滤波电容。
[0006]优选地，所述滤波电路为RL串联电路。
[0007]优选次，所述电流控制模块采用DSP-TMS320系列控制器。
[0008]优选，所述电压/电流采样电路采用OP2117器件
[0009]综上所述，本实用新型具有以下有益效果:
[0010]本实用新型消除了可能出现的非线性特征，减轻了对系统完整动态特征的依赖性，响应速度更快，与MPPT跟踪模块动态配合效果更好，从而改善系统的动态特性，在提高单相光伏并网发电系统入网电能质量方面起到积极作用，此外，还提升了 MPPT跟踪模块的功率输出，在简化设备结构、降低配置成本上有着显著优势。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本实用新型实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本实新型一种基于光伏并网系统的非线性电流控制电路的控制原理图。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合本实用新型实例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0014]结合图1 一种基于光伏并网系统的非线性电流控制电路，包括光伏阵列、并网逆变器、滤波电路、MPPT跟踪模块、PWM调制电路、电压/电流采样电路、锁相环控制模块和电流控制模块，所述光伏阵列的输出端分别与MPPT跟踪模块和并网逆变器输入端连接，所述并网逆变器输出端通过滤波电路输出至交流配电网和电压/电流采样电路，所述电压/电流采样电路输出端分别与锁相环控制模块(PLL)和电流控制模块连接，所述MPPT跟踪模块与电流控制模块连接，所述电流控制模块输出的控制电流通过PWM调制电路后对并网逆变器进行控制，所述线性控制电路模块采用DSP-TMS320系列控制器，在本实用新型中，所述电流控制模块中设置有乘法器、线性控制模块和部分反馈线性化控制模块，所述光伏阵列输出的电压/电流信号，通过MPPT跟踪模块进行调节后输入电流控制模块的乘法器，再通过电流控制模块中的线性控制模块和部分反馈线性化控制模块进行控制，以实现MPPT跟踪模块的最大功率点进行有效跟踪控制。
[0015]在本实用新型中，为了减少光伏电源输出的电流被扰动而时刻变化，在光伏阵列的输出端与并网逆变器的输入端之间还并联有滤波电容C ;在本实用新型中，为了减少并网逆变器输出的电压/电流波动，在所述网逆变器的输出端设置与之匹配的储能滤波电路，其滤波电路采用RL串联电路进行滤波和储存电能，防止输出的电压/电流波动，使输出的电压/电流保持稳定。
[0016]所述电压/电流采样电路采用高精度、低失调的OP2117运算放大器把电压和电流信号调理到锁相环控制模块(PLL)和电流控制模块合适的输入范围，然后进行电压/电流的采集和检测，电压/电流采样电路将采集并网逆变器输出的电压/电流信号进过锁相环控制模块(PLL)进行相位跟踪调整，然后将调整的电压/电流信号输出给电流控制模块中的乘法器，然后与MPPT跟踪模块输出的电压/电流进行乘法运算，最后通过并网逆变器开关之间的PWM调制电路对并网逆变器进行控制。
[0017]以下对本实用新型的工作原理进一步阐述，如图1所示，光伏阵列输出的电压/电流信号，通过MPPT跟踪模块进行调节后输入电流控制模块中的线性控制模块和部分反馈线性化控制模块进行控制，同时交流配电网侧输出的电压/电流，依次通过锁相环控制模块(PLL)、线性控制模块和部分反馈线性化控制模块进行控制，所述MPPT跟踪模块和锁相环控制模块(PLL)输出的电压/电流信号经过调整处理后，依次通过线性控制模块和部分反馈线性化控制模块调节并接入线性控制模块和部分反馈线性化控制模块与并网逆变器开关之间的PWM调制电路，通过控制并网逆变器最终实现光伏阵列这一直流电源并入交流电网的并网控制。
[0018] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本使用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于光伏并网系统的非线性电流控制电路，其特征在于:包括光伏阵列、并网逆变器、滤波电路、MPPT跟踪模块、PWM调制电路、电压/电流采样电路、锁相环控制模块和电流控制模块，所述光伏阵列的输出端分别与MPPT跟踪模块和并网逆变器输入端连接，所述并网逆变器输出端通过滤波电路输出至交流配电网和电压/电流采样电路，电压/电流采样电路输出端分别与锁相环控制模块和电流控制模块连接，所述MPPT跟踪模块与电流控制模块连接，所述电流控制模块输出的控制电流通过PWM调制电路后对并网逆变器进行控制。2.根据权利要求1所述的一种基于光伏并网系统的非线性电流控制电路，其特征在于:所述光伏阵列的输出端与并网逆变器的输入端之间还并联有滤波电容。3.根据权利要求1所述的一种基于光伏并网系统的非线性电流控制电路，其特征在于:所述滤波电路为RL串联电路。4.根据权利要求1所述的一种基于光伏并网系统的非线性电流控制电路，其特征在于:所述电流控制模块采用DSP-TMS320系列控制器。5.根据权利要求1所述的一种基于光伏并网系统的非线性电流控制电路，其特征在于:所述电压/电流采样电路采用0P2117器件。
【专利摘要】本实用新型属于光伏发电控制技术领域，尤其涉及一种基于光伏并网系统的非线性电流控制电路,包括光伏阵列、并网逆变器、滤波电路、MPPT跟踪模块、PWM调制电路、电压/电流采样电路、锁相环控制模块和电流控制模块，所述光伏阵列的输出端分别与MPPT跟踪模块和并网逆变器输入端连接，所述并网逆变器输出端通过滤波电路与交流配电网和电压/电流采样电路连接，电压/电流采样电路输出端分别与锁相环控制模块和电流控制模块连接，所述MPPT跟踪模块与电流控制模块连接，所述电流控制模块通过PWM调制电路后对并网逆变器进行控制，本实用新型的响应速度快，能改善系统的动态特性，在提高单相光伏并网系统入网电能质量方面起到积极作用。
【IPC分类】H02J3/38
【公开号】CN204681103
【申请号】CN201520252646
【发明人】肖园园, 肖静, 杨艺云, 高立克, 张阁, 吴丽芳, 俞小勇, 黎玉庭, 李克文, 司传涛
【申请人】广西电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年4月23日