[发明专利]一种具备倾斜特性保护的集成光伏组件功率控制方法有效

专利信息
申请号: 201610620916.6 申请日: 2016-07-29
公开(公告)号: CN106059484B 公开(公告)日: 2018-03-27
发明(设计)人: 史旺旺;蔡晓宇;杨俊伟 申请(专利权)人: 扬州大学
主分类号: H02S40/30 分类号: H02S40/30;H02S40/32;H02J13/00
代理公司: 南京苏科专利代理有限责任公司32102 代理人: 陈栋智
地址: 225000 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 具备 倾斜 特性 保护 集成 组件 功率 控制 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种光伏组件控制方法,特别涉及一种光伏组件功率控制方法。

背景技术

在分布式光伏系统中,DC/DC控制器除具有MPPT功能外,一般都具有限压和限流的保护功能,避免器件遭到过电压或过电流的损坏。限压和限流控制一般与太阳光的照射方向、区域强度以及阴影等外界因素有关,因此,在极端恶劣条件下光伏组件系统中所有组件将全部工作于保护算法下,MPPT算法全部失效,输出功率不仅大幅度下降,单个组件的输出功率也将变得不可控,系统稳定性变差。一个短暂的干扰信号作用下,系统的工作状态将发生改变,组件输出功率发生不可预期的变化。这种变化通过通讯网络传送至上位机,易使得上位机发生误判从而进行错误的调度;传统的分布式光伏系统启动时,大功率的逆变器将先把直流母线电容预充电到启动电压,逆变器预充电电路体积较大,或者由前端DC/DC进行电容预充电,当部分组件由于完全遮蔽不能启动,逆变器将不能启动,能源的转换效率低,同时逆变器直流侧工作电压的设计对光伏电池板功率输出的影响也有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种具备倾斜特性保护的集成光伏组件功率控制方法,提高电路工作的稳定性

本发明的目的是这样实现的:一种具备倾斜特性保护的集成光伏组件功率控制方法,所述集成光伏组件包括多个结构相同的光伏发电组,每个光伏发电组包括一块光伏电池板和一个DC/DC变换器,光伏电池板产生的能量经DC/DC变换器发出,所述功率控制方法包括以下步骤:

步骤1)DC/DC变换器接受来自光伏发电组的能量,利用非线性MPPT算法控制光伏组件实现最大功率输出;

步骤2)通过DC/DC变换器对光伏板输出的能量进行限压限流保护,DC/DC变换器的输出端电压电流关系曲线设定为倾斜直线;

步骤3)通过倾斜直线和最大功率曲线相互配合实现光伏电池板的能量安全输出。

作为本发明的进一步限定,步骤2)限压限流的具体方法为:

步骤a)采集光伏电池板输出的电压和电流;

步骤b-1)若集成光伏组件由多个光伏发电组并联而成,根据采集到的电压电流建立坐标系,横坐标为电压,纵坐标为电流,光伏电池板输出的恒定功率在该坐标系中显示为反比例函数曲线;

建立倾斜限流曲线,该曲线方程为:

I=Imax-kiuU(1)

恒定功率曲线与倾斜限流曲线的交点:

其中,I是DC/DC输出电流限流设定值,U是采样到的输出电压值,Ulim1为限流点对应的电压值,Imax为DC/DC输出电流最大值,Pi为单个光伏发电组输出功率,kiu为并联模式下倾斜限流曲线斜率,0.01≤kiu≤0.1,当检测到U<Ulim1时,退出MPPT控制模式,进入限流控制模式,按照式(1)设定限流值;

建立倾斜限压曲线,该曲线方程为:

I=bi-kuu·U(3)

其中:

bi=kuu·Umax(4)

恒定功率曲线与倾斜限压曲线的交点:

其中,U是DC/DC输出电压限压设定值,I为采样的输出电流值,Ulim2为限压点对应的电压值,Umax为DC/DC输出电压最大值,Pi是单个光伏发电组输出功率,kuu为并联模式下倾斜限压曲线斜率,10≤kuu≤100,当U>Ulim时,退出MPPT控制,进入限压控制模式,按照式(3)设定限压值;

步骤b-2)若集成光伏组件由多个光伏发电组串联而成,根据采集到的电压电流建立坐标系,横坐标为电流,纵坐标为电压,光伏电池板输出的恒定功率在该坐标系中显示为反比例函数曲线;

建立倾斜限压曲线,该曲线方程为:

U=Umax-kui·I(6)

恒定功率曲线与倾斜限压曲线的交点:

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