[发明专利]一种船用光伏发电系统电能质量自适应提升系统及方法

权利要求书

1.一种船用光伏发电系统电能质量自适应提升系统，其特征在于，所述系统包括逆变控制子系统、粒子群多目标优化模块和功率分配模块；

逆变控制子系统，用于进行平抑并网功率波动的协调控制；

粒子群多目标优化模块，所述粒子群多目标优化模块用于构建以三相电压不平衡度最小f_VOL和并网电流总畸变率最小f_H的多目标优化函数；

通过粒子群算法求解并网无功功率、有功功率、滤波电感和滤波电容之间的非线性函数优化问题，获得下一时刻船用光伏并网系统最佳无功功率、有功功率、滤波电感和滤波电容；

功率分配模块，所述功率分配模块用于进行功率分配数值，修正光伏系统逆变器并网控制参数。

2.根据权利要求1所述的一种船用光伏发电系统电能质量自适应提升系统，其特征在于，所述逆变控制子系统由功率外环PI控制和电流内环PI控制组成，所述逆变控制子系统由功率外环PI控制和电流内环PI控制组成。

3.根据权利要求1所述的一种船用光伏发电系统电能质量自适应提升系统，其特征在于，所述粒子群多目标优化模块采用粒子群优化算法，搜寻非劣解集并保存在Pareto最优解集中。

4.根据权利要求3所述的一种船用光伏发电系统电能质量自适应提升系统，其特征在于，根据搜索到的最优解集，获得该工况下最佳光伏并网无功功率、有功功率、滤波电感和滤波电容。

5.根据权利要求1所述的一种船用光伏发电系统电能质量自适应提升系统，其特征在于，所述功率分配模块根据多目标函数求解结果计算功率分配数值，实时修改逆变器并网控制功率外环的参考有功功率和无功功率。

6.一种基于权利要求1-5所述的船用光伏发电系统电能质量自适应提升方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S100:构建以三相电压不平衡度最小和并网电流总畸变率最小的多目标优化函数；

S200:信息采集，采集光伏、并网侧功率机和电压信信息；

S300:通过粒子群算法求解并网无功功率、有功功率、滤波电感和滤波电容之间的非线性函数优化问题，获得下一时刻船用光伏并网系统最佳无功功率、有功功率、滤波电感和滤波电容；

S400:依据上述步骤计算功率分配数值，修正光伏系统逆变器并网控制参数；

S500:依据控制参数，实时修正系统的运行参数。

7.根据权利要求6所述的一种船用光伏发电系统电能质量自适应提升方法，其特征在于，所述S200中以三相电压不平衡度最小和并网电流总畸变率最小的多目标优化函数如下：

其中，f_VOL为三相电压不平衡度函数；f_H为并网电流总畸变率函数；U_a，b，c分别为并网侧三相电压；P_ref、P_ref-max分别为逆变器有功功率参考值和最大值；Q_ref、Q_ref-max分别为逆变器无功功率参考值和最大值；P_load、P_load-max分别为船用负荷这一刻消耗总功率和功率最大值；P_PV为光伏阵列输出功率、P_DG、P_DG-max分别为船舶柴油发电机组这一时刻输出总功率和最大额定功率；L为滤波电感；C为滤波电容。

8.根据权利要求7所述的一种船用光伏发电系统电能质量自适应提升方法，其特征在于，所述步骤S200中信息采集采集的信息包括光伏阵列输出功率、柴油发电机组输出功率、船舶负荷消耗功率和并网侧三相电压。