[发明专利]一种应用于光储系统的功率协调控制器

说明书

一种应用于光储系统的功率协调控制器，其单片机控制光伏发电系统和蓄电池组，光伏发电系统和蓄电池组接负载，有电压采集电路Ⅰ、Ⅱ，电流采集电路Ⅰ、Ⅱ，DC‑DC电路，驱动电路，温度采集电路；电压采集电路Ⅰ和电压采集电路Ⅱ连接到单片机的引脚PA1、PA2；电流采集电路Ⅰ和电流采集电路Ⅱ连接到单片机的引脚PA4和PA5；DC‑DC电路通过驱动电路连接单片机，驱动电路连接到单片机的引脚PA8；温度采集电路连接到单片机的引脚PA6；光伏发电系统通过DC‑DC电路连接蓄电池组；第一负载通过降压电路形成第二负载可用电压。本发明以实现最大功率状态下光伏供电和蓄电池充放电模式之间的配合，实现光伏发电系统和蓄电池组联合供电带大负载长时稳定地工作。

技术领域

本发明属于光伏电源控制领域，具体指一种应用于光储系统的功率协调控制器及其功率协调控制方法。

背景技术

太阳能取之不尽，用之不竭，初始能源成本低，随处可得可就近供电，不必长距离输送。所以，使用独立光伏发电系统为负载供电，使得该使用该电源的用电设备在市场上具有一定的竞争力，对于落实国家开拓国内光伏市场的政策、促进光伏与建筑一体化在国内的应用具有十分重要的意义。

近年来，协调控制在各个领域的应用越来越广泛，但是在光伏控制器方面的应用较少。

发明内容

本发明提供一种应用于光储系统的功率协调控制器及其功率协调控制方法，实现最大功率状态下光伏供电和蓄电池充放电模式之间的配合，实现光伏发电系统和蓄电池联合供电带大负载长时稳定地工作。

本发明所采用的技术方案为：

一种应用于光储系统的功率协调控制器，包括光伏发电系统、单片机和蓄电池组，单片机控制光伏发电系统和蓄电池组，光伏发电系统和蓄电池组均连接负载，包括电压采集电路Ⅰ和电压采集电路Ⅱ，电流采集电路Ⅰ和电流采集电路Ⅱ，DC-DC电路，驱动电路，温度采集电路；其中电压采集电路Ⅰ和电压采集电路Ⅱ分别连接到单片机的引脚PA1、PA2；电流采集电路Ⅰ和电流采集电路Ⅱ分别连接到单片机的引脚PA4和PA5；DC-DC电路通过驱动电路连接单片机，驱动电路连接到单片机的引脚PA8；温度采集电路连接到单片机的引脚PA6；光伏发电系统通过DC-DC电路连接蓄电池组；第一负载通过降压电路形成第二负载可用电压。

包括电子开关，其一端连接到单片机的引脚PB10 ，另一端连接到负载和蓄电池组。

所述单片机控制光伏发电系统和蓄电池组的控制结构采用分级递阶控制结构，具体为：将控制系统分为两级，上级为主控芯片，作为整个控制器的核心，下级为MPPT光伏控制子系统和蓄电池组充放电子系统的功率协调控制级；当光伏阵列发出的功率大于负载所需的功率，多余的电能为蓄电池组充电；若光伏阵列的输出只能满足负载需求，此时蓄电池组停止充电动作；若光伏阵列输出功率难以满足负载需求，功率协调控制器协调光伏发电系统和蓄电池组联合供电以满足负载的运行需求；若无光照且蓄电池满足放电条件时仅由蓄电池为负载供电，否则，断开负载；同时选用NSGA-Ⅱ算法进行优化，能根据负载需求精确分配光伏发电系统和蓄电池的出力大小。

所述单片机控制光伏发电系统和蓄电池组的控制结构的数学模型为：

以光伏发电系统和蓄电池组联合供电功率最大和光伏发电系统功率波动最 小为目标函数，使电源输出能够安全稳定地为负载供电而制定的控制器目标函数 如下：

Z＝min{f₁(X),f₂(X)}

式中：X为决策向量；f₁(X)为电源输出功率的倒数；f₂(X)为光伏子系统 输出功率的波动大小。

该多目标优化问题的数学模型：