CN111258234A - 太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变器的控制方法 - Google Patents

太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变器的控制方法 Download PDF

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    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric

Abstract

一种太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变器的控制方法，该太阳能电池阵列模拟器是利用SANDIA或EN50530的法规中或其它相关的演算法于电压‑电流的坐标系上模拟具有电压‑电流的特性曲线，控制方式为利用量测光伏逆变器的输入电压即太阳能电池阵列模拟器的输出电压，得到太阳能电池阵列模拟器的输出电压在其电压‑电流的特性曲线里所对应到的电流，并利用目前输出的电路与特性曲线所对应到的电流之差值与容许误差值比较，若高于误差值，将电流差值乘上一收敛因子，当成此时的电流转换率，若低于误差值，则电流转换率定义为一常数值。本发明的优点为高电流差会快速收敛，低电流差会高稳定输出电流。

Description

太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变器的控制方法
技术领域
本发明涉及光伏逆变器测试及太阳能阵列模拟技术领域，特别是涉及一种太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变器的控制方法。
背景技术
太阳能电池阵列可将太阳能转换为直流电源，若需将直流电源转换为交流电源用以发电的话，须透过光伏逆变器来达成。现今多以直流电源供应器透过SANDIA或EN50530的法规中或其它相关的演算法来模拟太阳能电池阵列的输出电压–电流的特性曲线，并同时应用于光伏逆变器的最大功率追踪效能模拟，以达到最大功率的效能。直流电源供应器一般皆采用CC或CV控制模式，并且配合查表法或实时运算以得到目标的输出电流。由于不同的光伏逆变器有不同的扰动控制方式，如CV/CC/CP/CR模式等，以下将以CV模式扰动的光伏逆变器及CC模式的直流电源供应器为例，请参阅图1，其显示现有电压-电流曲线控制示意图。当太阳能电池阵列模拟器的输出电压被光伏逆变器从V1改变至V2时，此时太阳能电池阵列模拟器的输出电流需从I1改变至I2，但现有技术都是固定其电流转换率，将电流输出值渐近至目标电流。
以上所述，可得知太阳能电池阵列模拟器的输出电流所呈现的是线性改变，其模拟效果会因为电流改变的速度不够快，而导致模拟会有不够即时的问题。
发明内容
本发明欲解决的技术问题与目的：
在上述现有技术中，普遍存在因为太阳能电池阵列模拟器的输出电流所呈现的是线性改变，其模拟效果会因为电流改变的速度不够快，而导致模拟会有不够即时的问题。
因此，本发明提供一种太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变的控制方法，特别通过一收敛因子的演算，动态调整电流转换率，而使太阳能电池阵列模拟器的输出电流快速收敛至输出电压于电压-电流的特性曲线中所对应到的输出电流。
本发明解决问题的技术方案：
一种太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变器的控制方法，包括如下步骤：
（a）获取太阳能电池阵列模拟器的输出电压；
（b）将所述太阳能电池阵列模拟器的输出电压代入于电压-电流特性曲线求得即将要输出电流值nI；
（c）计算目前的太阳能电池阵列模拟器的输出电流cI与所述即将要输出电流nI的电流差值△i；
（d） 判断电流差值△i是否落在容许误差值Tov内；
（e）若电流差值△i是落在容许误差Tov内，将电流转换率Is定义为一常数值；
（f）若电流差值△i不落在容许误差Tov内，将电流转换率Is的数值设定为电流差值△i乘上一收敛因子a，利用Is改变现在的输出电流cI，并从步骤（c）重新执行，直至执行至步骤（e）。
进一步地，其中，所述步骤（a）中通过量测光伏逆变器的输入电压来等效太阳能电池阵列模拟器的输出电压。
所述步骤（b）中电压-电流的特性曲线是采用SANDIA和EN50530法规中的或其他相关的演算法模拟出的曲线。
所述步骤（d）中的容许误差值Tov为根据实际使用需要设置的一个值。
所述步骤（f）中电流转换率Is=△i×收敛因子a，所述收敛因子a值小于1。
本发明对照现有技术的优点：
本发明提供的太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变器的控制方法，由于光伏逆变器会改变扰动的电压，使得太阳能电池阵列模拟器需跟着改变输出电流，此时的输出电流与目标电流的差与容许误差比较后，当大于容许误差，既将输出电流与目标电流的差乘上一收敛因子当成新的电流转换率，以加快输出电流追随目标电流。当输出电流与目标电流的差愈小，其电流转换率愈小，直到输出电流与目标电流的差小于容许误差后，电流转换率为一定值，此时输出电流已追上目标电流。由上述可得知，本发明的优点为高电流差会快速收敛，低电流差会高稳定输出电流。
附图说明
图1为现有电压-电流曲线控制示意图；
图2为本发明电压–电流曲线控制示意图；
图3为本发明电压-电流控制方法示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
如图3所示，本发明太阳能电池阵列模拟器的输出电流快速适应光伏逆变器的控制方法示意图，该太阳能电池阵列模拟器是利用SANDIA或EN50530的法规中或其它的相关的演算法于电压-电流的坐标系上模拟具有电压-电流的特性曲线，其输出电流的控制方法包含以下步骤：
（a）量测光伏逆变器的输入电压即太阳能电池阵列模拟器的输出电压；
（b）用演算法求出电压-电流的特性曲线，代入太阳能电池阵列模拟器的输出电压求得即将要输出电流值nI；
（c）计算目前的太阳能电池阵列模拟器的输出电流cI与特性曲线所对应到的即将要输出电流nI的电流差值△i，△i=cI-nI；
（d） 判断电流差值△i是否落在容许误差值Tov内，即△i＜＝容许误差值Tov；
（e）若电流差值△i是落在容许误差Tov内，将电流转换率Is定义为一常数值，即电流转换率Is=常数值；
（f）若电流差值△i不是落在容许误差Tov内，将电流转换率Is的数值设定为电流差值△i乘上一收敛因子a，即Is=△i×收敛因子a，利用Is改变现在的输出电流cI，并从（c）重新执行，直至执行至步骤（e）。
在上述步骤中，步骤（a）中的太阳能电池阵列模拟器的输出电压值是通过量测与之耦接的逆变器的输入电压值获得；步骤（b）中的通过演算法求出的电压-电流特性曲线，所述演算法可以为太阳能电池阵列模拟器的SANDIA或EN50530法规中的或其它的相关的演算法；步骤（d）中的容许误差值Tov为自定义的一个值，可根据实际使用需要设置；步骤（f）中的收敛因子是程序里固定的一个值，其值小于1，该值会经过内部的调试以确定值大小以使输出电流追随目标电流的比较顺畅且不会造成机器振荡。
通过上述控制方法，本发明的优点为高电流差会快速收敛，低电流差会高稳定输出电流。如图2所示，当太阳能电池阵列模拟器的输出电压被光伏逆变器从V1改变至V2时，此时太阳能电池阵列模拟器的输出电流需从cI改变至nI。在演算方法中，定义一个容许误差，若是cI与nI的差大于容许误差，则将cI与nI的差值乘上一收敛因子，当成此时的电流转换率IS1。下一刻输出电流值移动到Ie即cI+ IS1后，反复执行电流差与容许误差比较后的运算，直到电流差小于容许误差，而将电流转换率Is设定为一常数值。本发明利用输出电流cI与将要输出的目标电流nI的差乘上一收敛因子当成新的电流转换率，能加快输出电流追随目标电流。
需要说明的是，在上述实施例的太阳能电池阵列模拟器输出电流快速适应逆变器的控制方法中，步骤（d）的判断条件亦可为表述为：判断电流差值△i是否落在容许误差值Tov外，即△i＞容许误差值Tov；则步骤（e）和步骤（f）相应表述为：（e）若电流差值△i不是落在容许误差Tov外，将电流转换率Is定义为一常数值，即电流转换率Is=常数值；（f）若电流差值△i是落在容许误差Tov外，将电流转换率Is的数值设定为电流差值△i乘上一收敛因子a，即Is=△i×收敛因子a，利用Is改变现在的输出电流cI，并从（c）重新执行，直至执行至步骤（e）。本处描述与图3中所示的仅为语言描述有所不同其实质内容一致。
在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
（a）获取太阳能电池阵列模拟器的输出电压；
（b）将所述太阳能电池阵列模拟器的输出电压代入于电压-电流特性曲线求得即将要输出电流值nI；
（c）计算目前的太阳能电池阵列模拟器的输出电流cI与所述即将要输出电流nI的电流差值△i；
（d） 判断电流差值△i是否落在容许误差值Tov内；
（e）若电流差值△i是落在容许误差Tov内，将电流转换率Is定义为一常数值；
（f）若电流差值△i不落在容许误差Tov内，将电流转换率Is的数值设定为电流差值△i乘上一收敛因子a，利用Is改变现在的输出电流cI，并从步骤（c）重新执行，直至执行至步骤（e）。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变器的控制方法，其特征在于，所述步骤（a）中通过量测光伏逆变器的输入电压来等效太阳能电池阵列模拟器的输出电压。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变器的控制方法，其特征在于，所述步骤（b）中电压-电流的特性曲线是采用SANDIA和EN50530法规中的或其他相关的演算法模拟出的曲线。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变器的控制方法，其特征在于，所述步骤（d）中的容许误差值Tov为根据实际使用需要设置的一个值。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池阵列模拟器快速适应光伏逆变器的控制方法，其特征在于，所述步骤（f）中电流转换率Is=△i×收敛因子a，所述收敛因子a值小于1。
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