CN102412598A - 小型智能双向自适应光伏并网发电系统及控制方法 - Google Patents

小型智能双向自适应光伏并网发电系统及控制方法 Download PDF

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CN102412598A CN2011104115797A CN201110411579A CN102412598A CN 102412598 A CN102412598 A CN 102412598A CN 2011104115797 A CN2011104115797 A CN 2011104115797A CN 201110411579 A CN201110411579 A CN 201110411579A CN 102412598 A CN102412598 A CN 102412598A
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Abstract

一种小型智能双向自适应光伏并网发电系统，包括光伏电池板矩阵与汇流箱，汇流箱输出端连接有蓄电池控制器、逆变/整流一体化转换器和直流负载控制开关，蓄电池控制器、直流负载控制开关连接蓄电池组、本地直流负载，在转换器输出端接有交流负载控制开关和并网控制器，在交流负载控制开关输出端接有本地交流负载，各输出端接有转换模块，电压和电流采样转换模块接有信号调制电路，在信号调制电路的输出端接有DSP处理器，各控制端连接PWM接口。一种小型智能双向自适应光伏并网发电系统的控制方法，包括控制参数准备、发电和供电控制。优点是：可靠性好，安装、运行、维护方便，稳定性高，适用性强，太阳能利用率高。

Description

小型智能双向自适应光伏并网发电系统及控制方法
技术领域
本发明属于太阳能并网发电系统，特别涉及一种小型智能双向自适应光伏并网发电系统及控制方法。
背景技术
随着经济和社会的发展,化石能源日趋紧缺和环保压力不断加大，各国都在积极探讨新能源、可再生能源，特别是太阳能。由于太阳能具有储量的无限性、存在的普遍性、利用的清洁性和逐渐显现的经济性等优势，使其成为人类最为理想的替代能源。因此，研究和开发太阳能发电已成为世界各国实现可持续发展的能源战略决策。近几年来，中国的新能源发电事业也得到了很快的发展。由于中国地域辽阔，海岸线长，拥有丰富的太阳能资源，大力发展太阳阳能发电技术及其相关的储能、电能传输等相关技术成为缓解现今能源危机的关键。
目前国内太阳能发电通常采用整流、逆变的离网型运行模式，系统的储能方式有抽水蓄能、蓄电池等方式。但是此类系统都具有输出功率对负载波动响应时间长，供电电能稳定性差的特点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种小型智能双向自适应光伏并网发电系统及控制方法，可兼容整流和逆变环节，以满足用户对发电系统可靠性的需求；同时，系统安装、运行、维护简单方便，稳定性高，适用性强，太阳能利用率高。
本发明的技术解决方案是：
小型智能双向自适应光伏并网发电系统，包括具有最大功率跟踪功能光伏电池板矩阵1，与光伏电池板矩阵1输出端连接的汇流箱2，其特殊之处是：在汇流箱2输出端连接有用来对蓄电池开关状态及蓄电池充、放电状态进行转换控制的蓄电池控制器3、逆变/整流一体化转换器7和直流负载控制开关5，所述的蓄电池控制器3、直流负载控制开关5分别连接蓄电池组4、本地直流负载6，在逆变整流一体化转换器7输出端分别接有交流负载控制开关8和并网控制器10，在交流负载控制开关8输出端接有本地交流负载9，在光伏电池板矩阵1的输出端、汇流箱2输出端、逆变/整流一体化转换器7输出端、并网控制器10与电网11的公共耦合节点接有对输出电压及电流信号进行采集的电压和电流采样转换模块12，所述的电压和电流采样转换模块12通过信号采集总线13接有信号调制电路14，在信号调制电路14的输出端接有DSP处理器15，蓄电池组控制器3、直流负载控制开关5、逆变整流一体化转换器7、交流负载控制开关8和并网控制器10的控制端分别连接至DSP处理器15的PWM接口，在DSP处理器15上还接有周围电路。
上述的逆变整流一体化转换器7是由逆变模式选择开关701、逆变器702、整流模式选择开关703和整流器704组成，逆变模式选择开关701和整流模式选择开关703根据DSP处理器发出的PWM波分别闭合，使逆变整流一体化转换器7处于逆变模式或整流模式。
上述的DSP处理器15周围电路是由接在DSP处理器15的地址端、数据端和电源接口的寄存模块16、通讯模块17和DSP电源模块18组成，所述的信号调制电路14、DSP处理器15及寄存模块16、通讯模块17和DSP电源模块18组成主控单元。
上述的DSP处理器的A/D接口还设有为系统提供不同的工作模式和工作参数指标的检测单元19，检测单元19通过模拟发电系统运行的环境，测量交流负载、直流负载和交流直流负载混合运行模式下的发电系统运行的状态参数，检测出发电系统的设定是否合理及判断发电系统是否能正常工作。
小型智能双向自适应光伏并网发电系统的控制方法，其特殊之处是：
1、控制参数准备
步骤1.1、开始
步骤1.2、接收数据并放入内存，所述的数据为设定周期内电压和电流采样转换模块12采集经DSP处理器15接收的A/D转换后的数据；
步骤1.3、对步骤1.2中的数据进行标度转换，换算成三相电压和三相电流的瞬时值                                                
Figure 27318DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 883541DEST_PATH_IMAGE002
、、
Figure 762821DEST_PATH_IMAGE004
、、
Figure 459699DEST_PATH_IMAGE006
；
步骤1.4、计算三相总瞬时有功功率p、总瞬时无功功率q、总瞬时视在功率s和功率因数
Figure 651646DEST_PATH_IMAGE007
;
                                            
Figure 528335DEST_PATH_IMAGE008
                                                     
                                                       
Figure 883410DEST_PATH_IMAGE010
Figure 114933DEST_PATH_IMAGE011
式中：ui分别为
Figure 783812DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 105072DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 593822DEST_PATH_IMAGE003
，
步骤1.5、计算a、b、c各相瞬时有功功率、
Figure 447695DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 611960DEST_PATH_IMAGE014
，瞬时无功功率
Figure 650323DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 191026DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 132699DEST_PATH_IMAGE017
，瞬时视在功率
Figure 733445DEST_PATH_IMAGE018
、、Sc；
A相：
                                             
Figure 869077DEST_PATH_IMAGE020
                                        
Figure 367054DEST_PATH_IMAGE021
                       式中：iap=ia×cos
Figure 669860DEST_PATH_IMAGE022
Figure 886077DEST_PATH_IMAGE023
B相：
                                             
Figure 768583DEST_PATH_IMAGE024
                                                      
Figure 448963DEST_PATH_IMAGE025
式中：ibp=ib×cos
Figure 125932DEST_PATH_IMAGE022
Figure 862069DEST_PATH_IMAGE026
C相：
                                              
Figure 548265DEST_PATH_IMAGE027
                                                      
                                        
Figure 817573DEST_PATH_IMAGE028
式中：icp=ic×cos
Figure 931022DEST_PATH_IMAGE022
式中
Figure 408457DEST_PATH_IMAGE030
   步骤1.6、按照步骤1.2至步骤1.6，计算出光伏电池板和交流负载配电线部分的总功率和，其中
Figure 555350DEST_PATH_IMAGE034
； 
步骤1.7、参数计算子程序结束；
2、发电及供电控制
步骤2.1：依据参数计算子程序的数据，计算直流负载端功率
Figure 736932DEST_PATH_IMAGE035
，交流负载端功率
Figure 192184DEST_PATH_IMAGE036
；
步骤2.2：判断光伏电池板矩阵1输出端功率是否大于直流负载端功率，如果是，则DSP处理器15发出PWM波驱动直流负载控制开关5，直接对本地直流负载6进行供电，执行步骤2.4；否则，执行步骤2.3；
步骤2.3：计算直流负载现所需电能
Figure 818841DEST_PATH_IMAGE039
，
——式中，
Figure 444994DEST_PATH_IMAGE040
为供电时间
判断现蓄电池储存能量
Figure 566534DEST_PATH_IMAGE041
是否大于
Figure 264231DEST_PATH_IMAGE042
，如果是，则DSP处理器15发出PWM波驱动蓄电池组工作，对本地直流负载6供电；否则，DSP处理器15发出PWM波给逆变整流一体化转换器7和驱动并网控制器10，并网控制器10闭合，逆变整流一体化转换器7转为整流模式，此时由电网补充系统能量缺口，直到直流负载所需要的电能
Figure 420406DEST_PATH_IMAGE042
等于发电系统所能提供的电能；
步骤2.4：判断（Pout-P）是否大于交流负载端功率
Figure 527382DEST_PATH_IMAGE043
，如果是，则DSP处理器15发出PWM波，逆变整流一体化转换器7为逆变工作模式，光伏电池矩阵1发出的直流电经变为交流电后，经交流负载控制开关8直接对本地交流负载9进行供电，执行步骤2.6；否则，执行步骤2.5；
步骤2.5：计算交流负载现所需电能
Figure 136218DEST_PATH_IMAGE044
，
——式中，
Figure 106448DEST_PATH_IMAGE040
为供电时间
判断现蓄电池储存能量
Figure 117130DEST_PATH_IMAGE041
是否大于
Figure 85086DEST_PATH_IMAGE045
，如果是，则DSP发出PWM波使蓄电池控制器3、交流负载控制开关8导通，逆变整流一体化转换器7为逆变工作模式，驱动蓄电池组4工作，对本地交流负载9供电；否则，DSP发出PWM波并网控制器10，并网控制器10闭合，此时由电网11补充系统能量缺口，直到交流负载所需要的电能
Figure 509114DEST_PATH_IMAGE045
等于发电系统所能提供的电能；
步骤2.6：计算Pleft=Pout-P-
Figure 220718DEST_PATH_IMAGE043
，判断是否等于0，如果不是，DSP处理器15发出PWM波使蓄电池控制器3闭合，光伏电池板矩阵1发出的直流电驱动蓄电池组4工作，进行蓄电池储能，然后执行步骤2.7；否则，则该程序结束。
步骤2.7：计算对蓄电池储能后的剩余电能，判断
Figure 287080DEST_PATH_IMAGE046
是否等于0，如果不是，通过DSP处理器发出PWM波使逆变整流一体化转换器进入到逆变模式，将光伏电池板输出的直流电能转换为工频交流电，输送到电网11当中 ；否则，则该程序结束。
该发电系统由发电单元、逆变整流控制单元、检测单元、并网单元组成，兼容整流和逆变环节，能实现电能双向自适应功能，系统中的负载单元既可以由光伏电池板输出电能供电，又可以由电网供电，所提供的发电系统采用DSP对蓄电池充放电、直流负载、交流负载和并网进行有效控制，响应时间短，克服了控制指令执行滞后的缺点，大大提高了系统运行供电的稳定性稳定性和持续性，从而满足用户对风能发电系统可靠性的需求；同时，系统安装、运行、维护简单方便，太阳能利用率高。
附图说明
图1是本发明的系统结构图；
图2是本发明中逆变整流一体化转换器的电路方框图；
图3是本发明中系统供电控制的流程框图。
具体实施方式
如图1所示， 该小型智能双向自适应光伏并网发电系统组成如下：具有最大功率跟踪功能光伏电池板矩阵1，与光伏电池板矩阵1输出端连接的汇流箱2，分别与汇流箱2输出端相连的蓄电池组控制器3、逆变/整流一体化转换器7、直流负载控制开关5，与蓄电池组控制器3相连的蓄电池组4，所述的蓄电池组控制器3用来对蓄电池开关状态及蓄电池充、放电状态进行转换控制；与直流负载控制开关5相连的本地直流负载6，分别接在逆变整流一体化转换器7输出端的交流负载控制开关8、本地交流负载9和具有孤岛检测功能的并网控制器1，用来对光伏电池板矩阵1的输出端、汇流箱2输出端、逆变/整流一体化转换器7输出端、并网控制器10与电网11的公共耦合节点进行输出电压及电流信号通过互感器进行采集的电压和电流采样转换模块12，所述的电压和电流采样转换模块12通过信号采集总线13与信号调制电路14的输入端相连，在信号调制电路14的输出端接有DSP处理器15，蓄电池组控制器3、直流负载控制开关5、逆变整流一体化转换器7、交流负载控制开关8和并网控制器10的控制端分别连至DSP处理器15的PWM接口，在DSP处理器15的地址端、数据端和电源接口分别接有由寄存模块16、通讯模块17和DSP电源模块18构成的周围电路，所述的DSP处理器15及信号调制电路14、寄存模块16、通讯模块17和DSP电源模块18组成主控单元。
其中光伏电池板矩阵1，蓄电池组控制器3、蓄电池组4组成发电单元。并网控制器10的输出端与电网11相连。
蓄电池组4中各蓄电池之间并联，蓄电池组4主要是将太阳能发电机组发出的多余电能进行储存，在电能紧缺的时候充当补充电源，平衡逆变器输入功率与光伏电池输出功率的功率差。
所述的并网控制器10由接入电网的三个断路器和可控整流电路组成。并网控制器10对孤岛状态进行准确快速的检测，并快速、有效的执行切除并网单元，实现对本地负载不间断供电和对电网冲击最小的目标。
主控单元中DSP处理器15采用型号为TMS320F2407A，信号调制电路14负责将采样得到的电压、电流信号进行滤波和放大处理，寄存器模块16主要储存系统运行状态参数，通讯模块17主要负责DSP处理器15与上位机之间的通讯，可实现远程控制；DSP处理器15主要是对接收到的数据进行运算和处理，产生PWM波对蓄电池组控制器3、逆变器整流一体化转换器7、直流负载控制开关5、交流负载控制开关8和并网控制器10进行驱动控制。
该发电系统还可配置与DSP处理器15相连的检测单元19，所述的检测单元19是一个一体化负载模拟箱，包括交流模拟负载和直流模拟负载，通过实际测量交流模拟负载、直流模拟负载和交流直流模拟负载混合运行模式下的发电系统运行的状态参数，检测出发电系统的设定是否合理及判断发电系统是否能正常工作，为系统提供不同的工作模式和工作参数指标。
如图2所示，所述的逆变整流一体化转换器7是由逆变工模式选择开关701、逆变器702、整流模式选择开关703和整流器704组成，逆变模式选择开关701和整流模式选择开关703根据DSP处理器发出的PWM波分别闭合，使逆变整流一体化转换器7作为逆变器或整流器，并分别处于逆变模式和整流模式。
该发电系统的控制方法，流程如下：
1、控制参数准备
步骤1.1、开始
步骤1.2、接收数据并放入内存，所述的数据为设定周期内电压和电流采样转换模块12采集经DSP处理器15接收的A/D转换后的数据，本实施例中一个周期为1小时，实际不受本实施例限制；
步骤1.3、对步骤1.2中的数据进行标度转换，换算成三相电压和三相电流的瞬时值、
Figure 684005DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 669279DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 306934DEST_PATH_IMAGE004
、、；
步骤1.4、计算三相总瞬时有功功率p、总瞬时无功功率q、总瞬时视在功率s和功率因数
Figure 802003DEST_PATH_IMAGE047
;
                                                                                                 
                       
Figure 168579DEST_PATH_IMAGE049
                                
Figure 760098DEST_PATH_IMAGE050
Figure 18166DEST_PATH_IMAGE051
式中：ui分别为
Figure 669727DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 511781DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 906990DEST_PATH_IMAGE003
，
步骤1.5、计算a、b、c各相瞬时有功功率
Figure 721363DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 871721DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 138754DEST_PATH_IMAGE014
，瞬时无功功率
Figure 134392DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 803271DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 360417DEST_PATH_IMAGE017
，瞬时视在功率
Figure 114746DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 117337DEST_PATH_IMAGE019
、Sc；
A相：
                                             
                                        
Figure 132883DEST_PATH_IMAGE021
                                             式中：iap=ia×cos
Figure 171247DEST_PATH_IMAGE022
Figure 711949DEST_PATH_IMAGE023
B相：
                                             
Figure 417737DEST_PATH_IMAGE024
                                                      
Figure 18483DEST_PATH_IMAGE025
式中：ibp=ib×cos
C相：
                                              
Figure 356820DEST_PATH_IMAGE027
                                                      
                                        
Figure 190783DEST_PATH_IMAGE028
式中：icp=ic×cos
Figure 141422DEST_PATH_IMAGE022
Figure 351823DEST_PATH_IMAGE029
式中
Figure 704307DEST_PATH_IMAGE030
   步骤1.6、按照步骤1.2至步骤1.6，计算出光伏电池板和交流负载配电线部分的总功率
Figure 646855DEST_PATH_IMAGE031
和，其中
Figure 567724DEST_PATH_IMAGE033
； 
步骤1.7、参数计算子程序结束；
2、发电和供电控制程序是按如下步骤进行的：
步骤2.1：依据参数计算子程序的数据，计算直流负载端功率
Figure 451946DEST_PATH_IMAGE035
，交流负载端功率
Figure 705072DEST_PATH_IMAGE036
；
步骤2.2：判断光伏电池板矩阵1输出端功率
Figure 929380DEST_PATH_IMAGE037
是否大于直流负载端功率
Figure 256457DEST_PATH_IMAGE038
，如果是，则DSP处理器15发出PWM波驱动直流负载控制开关5，直接对本地直流负载6进行供电，执行步骤2.4；否则，执行步骤2.3；
步骤2.3：计算直流负载现所需电能
Figure 71966DEST_PATH_IMAGE039
，
——式中，
Figure 484493DEST_PATH_IMAGE040
为供电时间
判断现蓄电池储存能量是否大于
Figure 21970DEST_PATH_IMAGE042
，如果是，则DSP处理器15发出PWM波驱动蓄电池组工作，对本地直流负载6供电；否则，DSP处理器15发出PWM波给逆变整流一体化转换器7和驱动并网控制器10，并网控制器10闭合，逆变整流一体化转换器7转为整流模式，此时由电网补充系统能量缺口，直到直流负载所需要的电能
Figure 775425DEST_PATH_IMAGE042
等于发电系统所能提供的电能；
步骤2.4：判断（Pout-P）是否大于交流负载端功率，如果是，则DSP处理器15发出PWM波，逆变整流一体化转换器7为逆变工作模式，光伏电池矩阵1发出的直流电经变为交流电后，经交流负载控制开关8直接对本地交流负载9进行供电，执行步骤2.6；否则，执行步骤2.5；
步骤2.5：计算交流负载现所需电能
Figure 975779DEST_PATH_IMAGE044
，
——式中，
Figure 339764DEST_PATH_IMAGE040
为供电时间
判断现蓄电池储存能量
Figure 965918DEST_PATH_IMAGE041
是否大于
Figure 415354DEST_PATH_IMAGE045
，如果是，则DSP发出PWM波使蓄电池控制器3、交流负载控制开关8导通，逆变整流一体化转换器7为逆变工作模式，驱动蓄电池组4工作，对本地交流负载9供电；否则，DSP发出PWM波并网控制器10，并网控制器10闭合，此时由电网11补充系统能量缺口，直到交流负载所需要的电能
Figure 785155DEST_PATH_IMAGE045
等于发电系统所能提供的电能；
步骤2.6：计算Pleft=Pout-P-
Figure 738068DEST_PATH_IMAGE043
，判断是否等于0，如果不是，DSP处理器15发出PWM波使蓄电池控制器3闭合，光伏电池板矩阵1发出的直流电驱动蓄电池组4工作，进行蓄电池储能，然后执行步骤2.7；否则，则该流程结束。
步骤2.7：计算对蓄电池储能后的剩余电能，判断
Figure 143958DEST_PATH_IMAGE046
是否等于0，如果不是，通过DSP处理器发出PWM波使逆变整流一体化转换器进入到逆变模式，将光伏电池板输出的直流电能转换为工频交流电，输送到电网当中 ；否则，则该流程结束。

Claims (5)

1.一种小型智能双向自适应光伏并网发电系统，包括具有最大功率跟踪功能光伏电池板矩阵（1），与光伏电池板矩阵（1）输出端连接的汇流箱（2），其特征是：在汇流箱（2）输出端连接有用来对蓄电池开关状态及蓄电池充、放电状态进行转换控制的蓄电池控制器（3）、逆变/整流一体化转换器（7）和直流负载控制开关（5），所述的蓄电池控制器（3）、直流负载控制开关（5）分别连接蓄电池组（4）、本地直流负载（6），在逆变整流一体化转换器（7）输出端分别接有交流负载控制开关（8）和并网控制器（10），在交流负载控制开关（8）输出端接有本地交流负载（9），在光伏电池板矩阵（1）的输出端、汇流箱（2）输出端、逆变/整流一体化转换器（7）输出端、并网控制器（10）与电网（11）的公共耦合节点接有对输出电压及电流信号进行采集的电压和电流采样转换模块（12），所述的电压和电流采样转换模块（12）通过信号采集总线（13）接有信号调制电路（14），在信号调制电路（14）的输出端接有DSP处理器（15），蓄电池组控制器（3）、直流负载控制开关（5）、逆变整流一体化转换器（7）、交流负载控制开关（8）和并网控制器（10）的控制端分别连接至DSP处理器（15）的PWM接口，在DSP处理器（15）上还接有周围电路。
2.如权利要求1所述的小型智能双向自适应光伏并网发电系统，其特征是：所述的逆变整流一体化转换器（7）是由逆变模式选择开关（701）、逆变器（702）、整流模式选择开关（703）和整流器（704）组成，逆变模式选择开关（701）和整流模式选择开关（703）根据DSP处理器发出的PWM波分别闭合，使逆变整流一体化转换器（7）处于逆变模式或整流模式。
3.如权利要求1所述的小型智能双向自适应光伏并网发电系统，其特征是：所述的DSP处理器（15）周围电路是由接在DSP处理器（15）的地址端、数据端和电源接口的寄存模块（16）、通讯模块（17）和DSP电源模块（18），所述的信号调制电路（14）、DSP处理器（15）及寄存模块（16）、通讯模块（17）和DSP电源模块（18）组成主控单元。
4.如权利要求1所述的小型智能双向自适应光伏并网发电系统，其特征是：在所述DSP处理器的A/D接口还设有为系统提供不同的工作模式和工作参数指标的检测单元（19）。
5.一种小型智能双向自适应光伏并网发电系统的控制方法，其特殊之处是：
5.1、控制参数准备
步骤1.1、开始
步骤1.2、接收数据并放入内存，所述的数据为设定周期内电压和电流采样转换模块（12）采集经DSP处理器（15）接收的A/D转换后的数据；
步骤1.3、对步骤1.2中的数据进行标度转换，换算成三相电压和三相电流的瞬时值                                                
Figure 623099DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 633781DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 929633DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 25765DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 23853DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 889040DEST_PATH_IMAGE006
；
步骤1.4、计算三相总瞬时有功功率p、总瞬时无功功率q、总瞬时视在功率s和功率因数
Figure 90215DEST_PATH_IMAGE007
;
                                                                                                 
                                                       
Figure 236528DEST_PATH_IMAGE010
Figure 343024DEST_PATH_IMAGE011
式中：ui分别为
Figure 413749DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 467155DEST_PATH_IMAGE002
、，
步骤1.5、计算a、b、c各相瞬时有功功率
Figure 351377DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 237293DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 828812DEST_PATH_IMAGE014
，瞬时无功功率
Figure 523098DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 236976DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 16713DEST_PATH_IMAGE017
，瞬时视在功率
Figure 739819DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 554191DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 674856DEST_PATH_IMAGE020
；
A相：
                                             
Figure 941889DEST_PATH_IMAGE021
                                        
Figure 140790DEST_PATH_IMAGE022
                       式中：iap=ia×cos
Figure 871985DEST_PATH_IMAGE023
Figure 865349DEST_PATH_IMAGE024
B相：
                                             
Figure 947574DEST_PATH_IMAGE025
                                                      
Figure 684586DEST_PATH_IMAGE026
式中：ibp=ib×cos
Figure 207972DEST_PATH_IMAGE023
Figure 434554DEST_PATH_IMAGE027
C相：
                                              
Figure 676179DEST_PATH_IMAGE028
                                                      
                                        
式中：icp=ic×cos
Figure 158555DEST_PATH_IMAGE023
Figure 821618DEST_PATH_IMAGE030
式中
Figure 550539DEST_PATH_IMAGE031
   步骤1.6、按照步骤1.2至步骤1.6，计算出光伏电池板和交流负载配电线部分的总功率
Figure 629354DEST_PATH_IMAGE032
和
Figure 924069DEST_PATH_IMAGE033
，其中
Figure 695716DEST_PATH_IMAGE034
Figure 974250DEST_PATH_IMAGE035
； 
步骤1.7、参数计算子程序结束；
5.2、发电和供电控制
步骤2.1、依据参数计算子程序的数据，计算直流负载端功率
Figure 856756DEST_PATH_IMAGE036
，交流负载端功率
Figure 507442DEST_PATH_IMAGE037
；
步骤2.2、判断光伏电池板矩阵（1）输出端功率
Figure 449990DEST_PATH_IMAGE038
是否大于直流负载端功率
Figure 887925DEST_PATH_IMAGE039
，如果是，则DSP处理器（15）发出PWM波驱动直流负载控制开关（5），直接对本地直流负载（6）进行供电，执行步骤2.4；否则，执行步骤2.3；
步骤2.3：计算直流负载现所需电能，
——式中，
Figure 843429DEST_PATH_IMAGE041
为供电时间
判断现蓄电池储存能量
Figure 284774DEST_PATH_IMAGE042
是否大于
Figure 210005DEST_PATH_IMAGE043
，如果是，则DSP处理器（15）发出PWM波驱动蓄电池组工作，对本地直流负载（6）供电；否则，DSP处理器（15）发出PWM波给逆变整流一体化转换器（7）和驱动并网控制器（10），并网控制器（10）闭合，逆变整流一体化转换器（7）转为整流模式，此时由电网补充系统能量缺口，直到直流负载所需要的电能
Figure 434313DEST_PATH_IMAGE043
等于发电系统所能提供的电能；
步骤2.4、判断（Pout-P）是否大于交流负载端功率，如果是，则DSP处理器（15）发出PWM波，逆变整流一体化转换器（7）为逆变工作模式，光伏电池矩阵（1）发出的直流电经变为交流电后，经交流负载控制开关（8）直接对本地交流负载（9）进行供电，执行步骤2.6；否则，执行步骤2.5；
步骤2.5、计算交流负载现所需电能
Figure 576898DEST_PATH_IMAGE045
，
——式中，
Figure 553207DEST_PATH_IMAGE041
为供电时间
判断现蓄电池储存能量
Figure 581206DEST_PATH_IMAGE042
是否大于
Figure 762788DEST_PATH_IMAGE046
，如果是，则DSP发出PWM波使蓄电池控制器（3）、交流负载控制开关（8）导通，逆变整流一体化转换器（7）为逆变工作模式，驱动蓄电池组（4）工作，对本地交流负载（9）供电；否则，DSP发出PWM波并网控制器（10），并网控制器（10）闭合，此时由电网（11）补充系统能量缺口，直到交流负载所需要的电能
Figure 280357DEST_PATH_IMAGE046
等于发电系统所能提供的电能；
步骤2.6、计算Pleft= Pout-P-
Figure 180180DEST_PATH_IMAGE044
，判断是否等于0，如果不是，DSP处理器（15）发出PWM波使蓄电池控制器（3）闭合，光伏电池板矩阵（1）发出的直流电驱动蓄电池组(4)工作，进行蓄电池储能，然后执行步骤2.7；否则，则结束；
步骤2.7、计算对蓄电池储能后的剩余电能，判断
Figure 844697DEST_PATH_IMAGE047
是否等于0，如果不是，通过DSP处理器发出PWM波使逆变整流一体化转换器进入到逆变模式，将光伏电池板输出的直流电能转换为工频交流电，输送到电网当中 ；否则，则结束。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102832638A (zh) * 2012-08-27 2012-12-19 河海大学 一种基于电池储能的风电场低电压穿越控制系统
CN103036465A (zh) * 2012-12-31 2013-04-10 深圳市盛弘电气有限公司 Dcdc变换器的控制方法和系统
CN103199747A (zh) * 2013-04-07 2013-07-10 华北电力大学 利用电池储能系统平滑光伏发电系统功率的方法
CN106026174A (zh) * 2016-07-01 2016-10-12 界首市菁华科技信息咨询服务有限公司 一种具有智能化功率分配功能的光伏并网发电系统
CN106787111A (zh) * 2017-01-13 2017-05-31 安徽工程大学 一种分时双向稳压混合式逆变器及其控制方法
CN107394818A (zh) * 2017-08-10 2017-11-24 中国电力科学研究院 一种基于储能变流器的储能电池并网运行控制方法和装置
CN108964100A (zh) * 2018-06-26 2018-12-07 江门云天电力设计咨询有限公司 一种基于电路电流的光伏电路控制方法及其装置
CN109245157A (zh) * 2018-10-08 2019-01-18 珠海格力电器股份有限公司 直驱设备供电投切设备、方法和发电系统
CN109301873A (zh) * 2018-11-26 2019-02-01 上海电力学院 一种光伏并网发电系统
CN109412206A (zh) * 2018-12-12 2019-03-01 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院 一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器
CN109802398A (zh) * 2019-01-04 2019-05-24 浙江联盛合众新能源有限公司 一种太阳能电站功率因数校准控制系统及控制方法
CN111244986A (zh) * 2020-03-06 2020-06-05 国网山东省电力公司莱州市供电公司 一种综合能源储能控制系统
CN113341216A (zh) * 2021-06-10 2021-09-03 国网安徽省电力有限公司培训中心 分布式光伏发电系统反窃电方法
CN116031922A (zh) * 2023-02-24 2023-04-28 合肥云矩阵信息科技有限公司 一种光伏发电多功能控制系统及控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1031525A (ja) * 1996-07-15 1998-02-03 Fuji Electric Co Ltd 太陽光発電システム
CN101345500A (zh) * 2008-05-16 2009-01-14 广东志成冠军集团有限公司 具有并网发电、独立发电及ups功能的光伏发电系统
CN102237691A (zh) * 2011-07-06 2011-11-09 东北大学 一种风能、太阳能并网发电系统及其控制方法
CN202340124U (zh) * 2011-12-12 2012-07-18 辽宁省电力有限公司锦州供电公司 小型智能双向自适应光伏并网发电系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1031525A (ja) * 1996-07-15 1998-02-03 Fuji Electric Co Ltd 太陽光発電システム
CN101345500A (zh) * 2008-05-16 2009-01-14 广东志成冠军集团有限公司 具有并网发电、独立发电及ups功能的光伏发电系统
CN102237691A (zh) * 2011-07-06 2011-11-09 东北大学 一种风能、太阳能并网发电系统及其控制方法
CN202340124U (zh) * 2011-12-12 2012-07-18 辽宁省电力有限公司锦州供电公司 小型智能双向自适应光伏并网发电系统

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102832638B (zh) * 2012-08-27 2014-11-12 河海大学 一种基于电池储能的风电场低电压穿越控制系统
CN102832638A (zh) * 2012-08-27 2012-12-19 河海大学 一种基于电池储能的风电场低电压穿越控制系统
CN103036465A (zh) * 2012-12-31 2013-04-10 深圳市盛弘电气有限公司 Dcdc变换器的控制方法和系统
CN103036465B (zh) * 2012-12-31 2015-07-08 深圳市盛弘电气有限公司 Dcdc变换器的控制方法和系统
CN103199747A (zh) * 2013-04-07 2013-07-10 华北电力大学 利用电池储能系统平滑光伏发电系统功率的方法
CN103199747B (zh) * 2013-04-07 2015-08-12 华北电力大学 利用电池储能系统平滑光伏发电系统功率的方法
CN106026174A (zh) * 2016-07-01 2016-10-12 界首市菁华科技信息咨询服务有限公司 一种具有智能化功率分配功能的光伏并网发电系统
CN106026174B (zh) * 2016-07-01 2018-07-27 界首市菁华科技信息咨询服务有限公司 一种具有智能化功率分配功能的光伏并网发电系统
CN106787111A (zh) * 2017-01-13 2017-05-31 安徽工程大学 一种分时双向稳压混合式逆变器及其控制方法
CN106787111B (zh) * 2017-01-13 2023-08-04 安徽工程大学 一种分时双向稳压混合式逆变器及其控制方法
CN107394818B (zh) * 2017-08-10 2021-05-18 中国电力科学研究院 一种基于储能变流器的储能电池并网运行控制方法和装置
CN107394818A (zh) * 2017-08-10 2017-11-24 中国电力科学研究院 一种基于储能变流器的储能电池并网运行控制方法和装置
CN108964100A (zh) * 2018-06-26 2018-12-07 江门云天电力设计咨询有限公司 一种基于电路电流的光伏电路控制方法及其装置
CN109245157A (zh) * 2018-10-08 2019-01-18 珠海格力电器股份有限公司 直驱设备供电投切设备、方法和发电系统
CN109301873A (zh) * 2018-11-26 2019-02-01 上海电力学院 一种光伏并网发电系统
CN109301873B (zh) * 2018-11-26 2021-12-07 上海电力学院 一种光伏并网发电系统
CN109412206A (zh) * 2018-12-12 2019-03-01 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院 一种多功能集中式风光互补发电系统并网控制器
CN109802398A (zh) * 2019-01-04 2019-05-24 浙江联盛合众新能源有限公司 一种太阳能电站功率因数校准控制系统及控制方法
CN111244986A (zh) * 2020-03-06 2020-06-05 国网山东省电力公司莱州市供电公司 一种综合能源储能控制系统
CN113341216A (zh) * 2021-06-10 2021-09-03 国网安徽省电力有限公司培训中心 分布式光伏发电系统反窃电方法
CN116031922A (zh) * 2023-02-24 2023-04-28 合肥云矩阵信息科技有限公司 一种光伏发电多功能控制系统及控制方法
CN116031922B (zh) * 2023-02-24 2023-10-31 鄂尔多斯市新能源开发利用有限公司 一种光伏发电多功能控制系统及控制方法

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