[发明专利]一种用于光伏发电系统的功率平滑输出装置及其工作方法

说明书

(一)技术领域：

本发明属于智能电网间歇式能源平滑输出技术领域，特别是一种用于光伏发电系统的功率平滑输出装置及其工作方法。

(二)背景技术：

新能源的应用已经是众所周知的智能电网的不可分割的部分。据预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10％以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50％以上，太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80％以上，太阳能发电将占到60％以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

但是，作为间歇式能源，光伏发电不可为第一代电网利用的直接原因是其无法连续输出功率的特性。目前我国既有的光伏发电系统由于间歇性导致的功率无法稳定输出的问题，使得其仍然无法大规模并网发电，只能就地消耗或者用于对电能质量要求不高的场所。但是，二代电网的建设已经启动，光伏大规模并网发电是大势所趋，因此对光伏发电功率平滑稳定的输出的研究就显得格外重要。

目前既有的光伏发电控制策略，往往以期望功率E(x)为输出，但是却导致了实际功率输出在一定时间内，以E(x)为中心来回跳跃的问题，其跳跃幅度由方差D(x)所决定。当D(x)比较大，储能系统需要来回频繁充放电，而系统则根本得不到稳定的功率输出E(x)。因此，提高功率输出的稳定性，使功率输出在一定范围内可控就成为光伏发电大规模利用的重要切入点。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种用于光伏发电系统的功率平滑输出装置及其工作方法，它可以克服现有技术的不足，采用高性能的信号处理器和灵活的控制技术以获得高精度的控制效果，大大的提高了光伏发电功率输出的稳定性和可靠性，并从最大程度上减小了功率波动带来的损失，保证了相关电力设备、线路的稳定运行。

本发明的技术方案：一种用于光伏发电系统的功率平滑输出装置，包括光伏电池，其特征在于它包括电流采样模块、A/D转换模块、逻辑计算模块、控制电路模块以及直流分流模块；其中所述电流采样模块的输入端连接光伏电池，其输出端连接A/D转换模块的输入端；所述A/D转换模块的输出端与逻辑计算模块的输入端连接；所述逻辑计算模块的输出端通过A/D转换模块将计算结果输入控制电路模块；所述直流分流电路模块接受控制电路模块的控制信号，对直流母线的电流进行调节，实现功率平滑输出。

所述电流采样模块是由电流传感器、放大电路和滤波电路组成；所述电流传感器的输入端采集光伏发电系统的电流信号，其输出端连接放大电路的输出端；所述滤波电路的输入端与放大电路的输出端连接，其输入端连接连接A/D转换模块的输入端。

所述电流传感器选用LEM公司的电流传感器芯片LTS25-NP。

所述A/D转换模块是由数模转换模块和模数转换模块构成；所述的模数转换模块采用DAC0832芯片；所述数模转换模块采用A/D转换芯片ADS8364。

所述逻辑计算模块采用80C51单片机。

所述控制电路模块采用TI公司的TMS320F2812DSP芯片。

所述直流分流模块是双并联boost-buck电路结构。

一种光伏发电系统功率平滑输出装置的工作方法，其特征在于它是由以下步骤所构成：

(1)电流采样模块对光伏电池板输出的电流进行采样；

(2)电流信号量传输给模数转换模块；

(3)模数转换模块将采集到的模拟量转换成数字量，其输出信号输入逻辑计算模块；

(4)根据逻辑计算模块通过计算输出稳定输出电流值并转化为控制目标电压输出至数模转换模块；

(5)控制电路模块接收数模转换模块的信号，转化为控制信号传输给直流分流电路；

(6)直流分流模块通过控制信号调节IGBT导通角从而实现对直流母线的充放电。