[发明专利]用于光伏中压集散系统的控制系统及方法

说明书

本发明实施例提供一种用于光伏中压集散系统的控制系统及方法。光伏中压集散系统包括N个光伏模块、N个直流‑直流变换器、直流‑交流变换器以及工频变压器，其中，N个直流‑直流变换器的输出端并联接入直流母线，直流母线与直流‑交流变换器连接，工频变压器用于与中压交流电网连接，其中，控制系统包括母线电压采样电路以及与N个直流‑直流变换器一一对应的N个直流‑直流变换器控制电路，其中，每个直流‑直流变换器控制电路包括母线电压采样电路、光伏采样电路、下垂控制器、最大功率点跟踪控制器、输入电压环调节器和脉宽调制波产生电路。利用直流母线电压替代信号线进行通信，可以大幅简化通信系统，提高控制系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及光伏供电控制技术领域，更具体地涉及一种用于光伏中压集散系统的控制系统及方法。

背景技术

随着能源紧缺和环境污染等问题日益突出，太阳能、风能等可再生能源因其资源丰富、清洁环保等诸多优点而得到广泛研究和应用。

面向大规模光伏电站的应用需求，基于中压的光伏发电系统相比传统低压系统具有更高的效率和更低的成本。光伏中压集散系统多采用组串式结构，由多个分布式直流-直流变换器(DC/DC变换器)和一个大容量集中式直流-交流变换器(DC/AC变换器)组成。直流-直流变换器分别与一个光伏阵列相连。各直流-直流变换器的输出端并联，由集中式直流-交流变换器逆变后，将电能输送至交流电网。

为实现光伏中压集散系统的能量调度和管理，通常需要在分布式直流-直流变换器和直流-交流变换器之间引入通讯信号线。然而，考虑到大规模光伏电站的光伏阵列数量众多且分布地域较广，各直流-直流变换器和直流-交流变换器之间的快速实时通信难以实现。由此可见，传统基于信号线通讯的控制方法很难应用于广域分布的光伏中压集散系统中。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种用于光伏中压集散系统的控制系统及方法。

根据本发明一个方面，提供了一种用于光伏中压集散系统的控制系统，所述光伏中压集散系统包括N个光伏模块、与所述N个光伏模块一一对应连接的N个直流-直流变换器、直流-交流变换器以及与所述直流-交流变换器连接的工频变压器，其中，所述N个直流-直流变换器的输出端并联接入直流母线，所述直流母线与所述直流-交流变换器连接，所述工频变压器用于与中压交流电网连接，N是大于或等于1的自然数，其中，

所述控制系统包括母线电压采样电路以及与所述N个直流-直流变换器一一对应的N个直流-直流变换器控制电路，其中，

所述母线电压采样电路用于采样所述直流母线的母线电压信号U_dc；

所述N个直流-直流变换器控制电路中的每个直流-直流变换器控制电路包括母线电压采样电路、光伏采样电路、下垂控制器、最大功率点跟踪控制器、输入电压环调节器和脉宽调制波产生电路，其中，

所述光伏采样电路用于采样对应光伏模块输出的光伏电压信号U_PV和光伏电流信号I_PV；

所述下垂控制器与所述母线电压采样电路连接，用于自所述母线电压采样电路接收所述母线电压信号U_dc，并输出功率权重系数K_MPPT；

所述最大功率点跟踪控制器与所述下垂控制器和所述光伏采样电路连接，用于自所述光伏采样电路接收所述光伏电压信号U_PV和所述光伏电流信号I_PV并自所述下垂控制器接收所述功率权重系数K_MPPT，基于所述光伏电压信号U_PV、所述光伏电流信号I_PV和所述功率权重系数K_MPPT进行最大功率点跟踪，以获得光伏输入电压给定信号U_PVref；