[发明专利]一种综合管廊用光伏发电控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种综合管廊用光伏发电控制系统及控制方法。

背景技术

综合管廊是指将多种管线比如电力、弱电、给水、热力等科学合理的容纳在一个地下管廊中。综合管廊因对地下空间的高效利用、避免道路反复开挖、便于后期维护等优点，日渐受到重视。

光伏发电是一种清洁、高效、可持续的新型能源。利用光伏发电向地下综合管廊供电将有以下积极效果：

1.管廊中安装有照明、动力、水泵等用电设备。目前，综合管廊供电是利用10KV高压线缆埋地敷设至管廊配电所，再经过管廊配电所向管廊供电。利用光伏发电供电，可以省却10KV线缆敷设投资，降低建设成本。

2.光伏发电可持续、可再生，从长远看，利用光伏发电供电可以降低管廊的维护成本。

3.光伏发电能够产生良好的生态效益。

在现有的光伏发电供电技术中，尚存在以下问题：

1.现有的最大功率追踪控制技术主要有爬山法、扰动观察法、模糊控制、神经网络控制等。爬山算法因简单、易于实现，在光伏发电场合应用较多。但现有的爬山算法存在以下不足：爬山算法搜索步长是固定的。如果搜索步长设定较大，在最大功率点处，容易出现震荡，形成光伏功率损失；如果搜索步长设定较小，爬山搜索速度较慢，捕获功率较小。

2.当多个蓄电池串联使用时，由于各蓄电池内阻不一致，容易出现有的蓄电池放电多，有的蓄电池放电少。蓄电池整体利用效率低。现有技术中，对多个蓄电池协调放电的研究尚未应用。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种综合管廊用光伏发电控制系统及控制方法，该系统改进了一种光伏发电最大功率追踪控制策略，并提出了一种多蓄电池协同放电控制策略。最大功率追踪控制方法具有搜索速度快，稳态精度高的优点。在远离最大功率点时，自动采用较大步长，加快搜索速度，在靠近最大功率点时，采用较小步长，减少功率损失。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种综合管廊用光伏发电控制系统，包括至少一个光伏板，所述光伏板通过最大功率追踪控制电路与母线相连，母线上并联有多个蓄电池，母线还通过逆变器与负载相连；所述光伏板还分别与电压检测电路及电流检测电路相连，电压检测电路及电流检测电路分别与控制器相连，控制器与最大功率追踪控制电路相连，所述最大功率追踪控制电路包括依次相连的保护电路、滤波电路、Boost变换器，保护电路与光伏板相连，Boost变换器与母线相连；

所述控制器根据光伏板输出电压、输出电流调节Boost变换器占空比，跟踪光伏板输出的下一时刻的输出电压，实现光伏板的最大功率追踪控制。

所述母线与蓄电池之间还串联有蓄电池充放电控制电路，所述蓄电池充放电控制电路包括BUCK/BOOST变换器，BUCK/BOOST变换器通过熔断器与蓄电池相连。

所述控制器首先计算负载功率与光伏板功率差值，根据该差值计算蓄电池的剩余容量SOC，由剩余容量SOC确定蓄电池放电速率，通过比例积分控制，调节BUCK-BOOST变换器占空比，进而调节蓄电池充放电电流。

所述保护电路包括与光伏板相连的保险丝，保险丝与压敏电阻相连，压敏电阻与光伏板相并联；所述滤波电路包括相并联的电容及极性电容；Boost变换器包括相并联的晶闸管、电容及极性电容，所述晶闸管还与电感及二极管相连。

所述第二DC/DC变换器包括极性电容以及与该电容相并联的晶闸管组，所述晶闸管组为相串联的两个晶闸管，两个晶闸管之间的线路还与电感相连，电感与熔断器相串联。

所述电压检测电路包括依次相连的电阻分压网络电路、隔离电路、射极跟随电路及电平抬升电路及低通滤波电路，所述电阻分压网络将被测信号衰减到DSP控制器适合范围并传送至隔离电路，隔离电路用于阻断被测信号对DSP微控制器的干扰并与射极跟随电路相连，射极跟随电路用于提高输入阻抗，降低输出阻抗，电平抬升电路将-3v～+3v信号转换为0～3v，以适应DSP端口承受范围，低通滤波电路用于消除被测信号的高频干扰并与控制器相连。

所述电流检测电路包括依次连接的电流采集电路、射极跟随电路、电平抬升电路、反向放大电路、端口保护电路，电流采集电路用于提取被测电流信号，射极跟随电路用于提高后级电路对被测信号的提取能力，电平抬升电路用于将被测信号抬升至DSP适应的范围，端口保护电路用于保护DSP模拟量输入引脚，防止过电压出现。

一种综合管廊用光伏发电控制方法，包括：光伏发电最大功率追踪控制步骤；在实现光伏发电最大功率追踪时，具体步骤包括：