CN107104459A - 一种智能电网环境下的分布式发电系统 - Google Patents
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Abstract
一种智能电网环境下的分布式发电系统，所述系统包括由光伏列阵、三厢全桥逆变器、滤波器、三相变压器、DSP控制器、电网等。通过光伏列阵将光能转换为电能，之后通过三相全桥逆变器，将光伏阵列的直流电压变换为高频的三相交流电压，并通过滤波器滤波变成正弦波电压，接着通过三相变压器隔离升压后并入电网发电；通过在DSP控制器中加入MPPT算法，可以实现对最大功率点的追踪，从而使光伏阵列能在各种不同的日照和温度环境下智能化地输出最大功率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种智能电网环境下的分布式发电系统。
背景技术
在全球节能、环保、可持续发展的大趋势下，风力发电、光伏发电、微型燃气轮机等分布式发电装置日渐成为满足负荷增长需求、减少环境污染、提高能源综合利用效率和供电可靠性的一种有效途径。
而使用光伏发电的大电网系统不能灵活的跟踪负荷的变化，局部事故易扩大而导致大面积的停电，太阳电池阵列的开路电压和短路电流在很大程度上受日照强度和温度的影响，系统工作点也会因此飘忽不定，这必然导致系统效率的降低。
为此，提出一种最大功率点跟踪控制的方法。通过在逆变器的直流侧加入MPPT算法，实现自动寻优的过程，使阵列能在各种不同的日照和温度环境下智能化地输出最大功率。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种最高效率的光伏发电的方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种智能电网环境下的分布式发电系统，包括：光伏列阵、三厢全桥逆变器、滤波器、三相变压器、DSP控制器、电网等，其中：
所述光伏列阵，利用半导体界面的光生伏特效应将太阳能直接转变为电能；
所述三相全桥逆变器，将光伏阵列的直流电压变换为高频的三相交流电压，并通过滤波器滤波变成正弦波电压，接着通过三相变压器隔离升压后并入电网发电；
所述DSP控制器，通过在直流侧加入了MPPT 算法，检测主回路直流电压及输出电流，计算出太阳能阵列的输出功率，并实现对最大功率点的追踪，过控制阵列端电压，使阵列能在各种不同的日照和温度环境下智能化地输出最大功率；
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
使用光伏阵列直接将太阳能转换为电能，有效的利用了可再生资源，减少资源损耗，降低了环境污染；使用逆变器并网，有效的使用了光伏阵列转换来的电能；最后通过在DSP控制器中加入MPPT算法，可以实现对最大功率点的追踪，从而使光伏阵列能在各种不同的日照和温度环境下智能化地输出最大功率。
进一步，所述光伏阵列可以使用方列阵或者圆列阵来实现更好的采集光能用于发电，提高光能利用率。
附图说明
图1是本发明中的一种智能电网环境下的分布式发电系统的结构示意图；
图2是光伏并网系统MPPT模糊逻辑控制结构图；
图3是光伏并网系统MPPT具体算法图。
具体实施方式
在本发明实施例中，通过光伏列阵将光能转换为电能，之后通过三相全桥逆变器，将光伏阵列的直流电压变换为高频的三相交流电压，并通过滤波器滤波变成正弦波电压，接着通过三相变压器隔离升压后并入电网发电；通过在DSP控制器中加入MPPT算法，可以实现对最大功率点的追踪，从而使光伏阵列能在各种不同的日照和温度环境下智能化地输出最大功率。为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明实施例提供了一种智能电网环境下的分布式发电系统，参照图1，包括：光伏列阵1、三厢全桥逆变器4、滤波器5、三相变压器6、DSP控制器7、电网3等。
在具体实施中，光伏列阵1是将太阳能转换为电能，可以使用方列阵或者圆列阵来实现更好的采集光能用于发电，提高光能利用率。
逆变器2是方波逆变器，将光伏列阵1转换来的直流电变为电网同频率的交流电，逆变器2包括三厢全桥逆变器4、滤波器5、三相变压器6，其中三相全桥逆变器4，将光伏阵列的直流电压变换为高频的三相交流电压，并通过滤波器5滤波变成正弦波电压，接着通过三相变压器6隔离升压后并入电网3发电。逆变器2的直流输入端接受直流输入，输出端连接至电网，合上交直流断路器，逆变器进入待机状态。当直流输入电压超过240V维持1分钟,逆变器2准备并网，并进行并网前的自检，确认是否当满足并网工作所需的所有条件后，开始连接电网3。当光伏发电系统出现故障时，逆变器2会将交流侧的接触器立即断开进入保护程序和故障状态从而保证系统安全。当太阳辐射很弱或到夜晚时，逆变器会自动切机与电网断开。通过不同工作模式的自动切换和程序保护，实现了光伏阵列1与电网3的协调。
DSP控制器7通过检测光伏列阵的输入以及电网输入，加入了MPPT逻辑控制使得逆变器2可以输出最大功率的电能。参照图2，光伏阵列1与电网2通过逆变器2连接，通过最大功率跟踪12不断对光伏阵列1进行电压检测10以及电流检测11，并根据其变化对逆变器2的PWM控制器13的信号占空比进行调节。对于线性电路来说，当负载电阻等于电源的内阻时，电源即有最大功率输出。虽然光伏阵列1和逆变器2都是强非线性的，然而在极短的时间内，可以认为是线性电路。因此，只要调节逆变器2的等效电阻使它始终等于光伏阵列1的内阻，就可以实现光伏阵列1的最大输出，也就实现了光伏阵列1的MPPT逻辑控制。参照图3，其中P为功率，I为电流，输出的功率对电流的微分dP/dI越大说明日照有较大幅度的增加，从而通过反模糊化的输出ΔUdc有较大的正值。本发明的MPPT模糊逻辑算法具体是将光伏阵列1输出的功率对电流的微分dP/dI 14以及通过反模糊化16的输出量ΔUdc 17的精确值的反馈经过模糊化15运算，最终得到最大输出功率的给定直流电压Udc 18。
由此可见，使用光伏阵列直接将太阳能转换为电能，有效的利用了可再生资源，减少资源损耗，降低了环境污染；使用逆变器并网，有效的使用了光伏阵列转换来的电能；最后通过在DSP控制器中加入MPPT算法，可以实现对最大功率点的追踪，从而使光伏阵列能在各种不同的日照和温度环境下智能化地输出最大功率。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (4)
1.一种智能电网环境下的分布式发电系统，其特征在于，包括：光伏列阵、三厢全桥逆变器、滤波器、三相变压器、DSP控制器、电网，其中：
所述光伏列阵，利用半导体界面的光生伏特效应将太阳能直接转变为电能；
所述三相全桥逆变器，将光伏阵列的直流电压变换为高频的三相交流电压，并通过滤波器滤波变成正弦波电压，接着通过三相变压器隔离升压后并入电网发电；
所述DSP控制器，通过在直流侧加入了MPPT 算法，检测主回路直流电压及输出电流，计算出太阳能阵列的输出功率，并实现对最大功率点的追踪，过控制阵列端电压，使阵列能在各种不同的日照和温度环境下智能化地输出最大功率。
2.如权利要求1所述的智能电网环境下的分布式发电系统，其特征在于，所述滤波器包括以下至少一种滤波器：有源滤波器、无源滤波器、陶瓷滤波器、晶体滤波器、机械滤波器、锁相环滤波器、开关电容滤波器。
3.如权利要求1所述的智能电网环境下的分布式发电系统，其特征在于，所述逆变器使用的是方波逆变器。
4.如权利要求1所述的智能电网环境下的分布式发电系统，其特征在于，所述光伏阵列可以使用方列阵或者圆列阵来实现更好的采集光能用于发电。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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