[发明专利]小型智能双向自适应光伏并网发电系统及控制方法

说明书

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                                                、、、、、；

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;

                                                                                                 

                                                       

式中：ui分别为、、，