一种负载需求变化自适应的光伏电池功率控制系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种负载需求变化自适应的光伏电池功率控制系统及方法，本发明包括光伏电池控制器。其中光伏电池控制器控制光伏电池输出功率，电流传感器采集电流。本发明首先通过电流传感器采集光伏输出电流及负载电流，然后通过采集的电流判断光伏电池输出的功率与负载需求的关系，最后光伏电池控制器根据上述关系控制光伏电池输出的功率。本发明实现了负载需求变化自适应的光伏电池功率控制方法及系统，通过光伏输出电流和负载电流获得光伏电池输出功率和负载需求间的关系。本发明使用灵活，对负载需求的判断方法工程易于实施，对电网电压冲击较小。
【专利说明】一种负载需求变化自适应的光伏电池功率控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新能源控制【技术领域】，更具体地，涉及一种负载需求变化自适应的光伏电池功率控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]能源是人类生存和发展不可或缺的物质基础。化石能源的利用是当前能源利用的主要方式。由于化石能源在利用过程中会产生大量的有害气体、固体颗粒以及污染物，致使人类生存环境日益恶化。且化石能源是一种不可再生能源，能被开发的已越来越有限。而光伏电池作为新兴的绿色可再生能源，以其巨量、安全、清洁的特点，备受各国政府重视。如何提高光伏电池输出的功率成为近来国内外的研究热点。通过对光伏电池进行最大功率跟踪可以有效提高光伏电池输出的功率。常用的最大功率跟踪算法包括扰动观察法、电导增益法、模糊控制法、神经网络控制法等。
[0003]现有光伏电池功率控制方法的研究重点是使得光伏电池输出功率保持最大值，这些最大功率控制方法没有考虑到光伏电池输出功率和负载需求之间的关系。近来越来越多的光伏电池发电设备并入电网，当光伏电池输出功率大于负载需求时，过剩的功率会注入电网造成局部电网的电压值超过用户负载电压正常范围，损害用户电器设备。因此现有的最大功率跟踪技术会给电网带来一定的电压冲击。
【发明内容】
[0004]为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种负载需求变化自适应的光伏电池功率控制系统及方法，其目的在于，能够自适应负载需求，使得光伏电池输出功率和负载需求匹配,减小对电网的电压冲击。
[0005]本发明的系统所采用的技术方案是:一种负载需求变化自适应的光伏电池功率控制系统，其特征在于，包括:光伏电池、BOOST升压电路、逆变系统、第一电流传感器、第二电流传感器、电网、负载和控制系统；所述的光伏电池通过导线与所述的BOOST升压电路连通，所述的BOOST升压电路通过导线与所述的逆变系统连通，所述的逆变系统通过导线与所述的第一电流传感器连通，所述的第一电流传感器通过导线与所述的第二电流传感器连通，所述的第一电流传感器通过导线与所述的负载连通，所述的第二电流传感器通过导线与所述的电网连通，所述的电网通过导线与所述的负载连通，所述的第一电流传感器通过导线与所述的控制系统连通，所述的第二电流传感器通过导线与所述的控制系统连通，所述的控制系统通过导线与所述的BOOST升压电路连通，所述的控制系统通过导线与所述的逆变系统连通。
[0006]作为优选，逆变系统的逆变模块为IPM或IGBT模块。
[0007]本发明的方法所采用的技术方案是:一种负载需求变化自适应的光伏电池功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0008]步骤1:通过逆变系统逆变锁相，将光伏电池产生的直流电源逆变成交流电源并入电网；
[0009]步骤2:通过第一电流传感器采集电流有效值A1，通过第二电流传感器采集电流有效值A2 ；
[0010]步骤3:将所述的A1和A2进行比较，判断光伏电池输出功率是否超过负载需求；
[0011]若A1 > A2，此时光伏电池输出的功率大于负载的需求，则执行下述步骤4 ；
[0012]当A1 < A2，此时光伏电池输出功率小于或者等于负载需求，则执行下述步骤5 ；
[0013]步骤4:通过改变占空比使光伏电池输出功率远离最大功率点；
[0014]步骤5:使光伏电池输出功率保持最大值。
[0015]作为优选，步骤2所述的A1和A2，
【权利要求】
1.一种负载需求变化自适应的光伏电池功率控制系统，其特征在于，包括:光伏电池(1)、BOOST升压电路(2)、逆变系统(3)、第一电流传感器(4)、第二电流传感器(5)、电网(6)、负载(7)和控制系统⑶； 所述的光伏电池(1)通过导线与所述的BOOST升压电路(2)连通，所述的BOOST升压电路(2)通过导线与所述的逆变系统(3)连通，所述的逆变系统(3)通过导线与所述的第一电流传感器(4)连通，所述的第一电流传感器(4)通过导线与所述的第二电流传感器(5)连通，所述的第一电流传感器(4)通过导线与所述的负载(7)连通，所述的第二电流传感器(5)通过导线与所述的电网(6)连通，所述的电网(6)通过导线与所述的负载(7)连通，所述的第一电流传感器(4)通过导线与所述的控制系统(8)连通，所述的第二电流传感器(5)通过导线与所述的控制系统(8)连通，所述的控制系统(8)通过导线与所述的BOOST升压电路(2)连通，所述的控制系统(8)通过导线与所述的逆变系统(3)连通。
2.根据权利要求1所述的负载需求变化自适应的光伏电池功率控制系统，其特征在于:逆变系统(3)的逆变模块为IPM或IGBT模块。
3.一种利用权利要求1所述的负载需求变化自适应的光伏电池功率控制系统进行负载需求变化自适应的光伏电池功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:通过逆变系统(3)逆变锁相，将光伏电池(I)产生的直流电源逆变成交流电源并入电网(6)； 步骤2:通过第一电流传感器(4)采集电流有效值A1，通过第二电流传感器(5)采集电流有效值A2 ； 步骤3:将所述的A1和4进行比较，判断光伏电池⑴输出功率是否超过负载(7)需求；若A1 SA2，此时光伏电池⑴输出的功率大于负载(7)的需求，则执行下述步骤4; 当A1 < A2，此时光伏电池⑴输出功率小于或者等于负载(7)需求，则执行下述步骤5;步骤4:通过改变占空比使光伏电池(I)输出功率远离最大功率点； 步骤5:使光伏电池(I)输出功率保持最大值。
4.根据权利要求3所述的负载需求变化自适应的光伏电池功率控制方法，其特征在于:步骤2所述的AjPA2, 4 =，*馬其中Almax表示第一电流传感器(4)采集的电流最大值，A2niax表示第二电流传感器(5)采集的电流最大值。
5.根据权利要求3所述的负载需求变化自适应的光伏电池功率控制方法，其特征在于:步骤4所述的通过改变占空比使光伏电池(I)输出功率远离最大功率点，其具体是根据下述公式使得光伏电池(I)的输出功率减小:
6.根据权利要求3所述的负载需求变化自适应的光伏电池功率控制方法，其特征在于:步骤5所述的使光伏电池(1)输出功率保持最大值，采用的是扰动观察法。
【文档编号】H02J3/12GK103956745SQ201410178381
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】李德识, 李磊, 陈健 申请人:武汉大学