专利汇可以提供一种基于光伏电源的虚拟原动机输出功率调节方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于光伏电源的虚拟 原动机 输出功率调节方法,具体包括:应用改进的扰动观测法寻找需要的光伏电源输出功率点和通过光伏电源侧DC/DC变换器的控制策略使光伏电源输出需要的功率。本发明打破传统虚拟同步发 电机 技术的应用限制,将 光伏发电 技术与虚拟 同步发电机 技术融合,充分考虑光伏电源的动态特性和同步发电机原动机的输出功率特性,通过改进的扰动观察法,实现光伏电源输出功率的上下可调,充分行使其作为虚拟原动机的功能,虚拟同步发电机得以继承传统同步发电机的优良性能,同时储能装置只需要用来提供惯性,不需要补偿系统功率的缺口,故需要的储能容量较小,大大节约了成本,该发明方法具有较好的发展潜 力 和推广空间。,下面是一种基于光伏电源的虚拟原动机输出功率调节方法专利的具体信息内容。
1.一种基于光伏电源的虚拟原动机输出功率调节方法,其特征在于:包括:
步骤1,基于改进的扰动观测法,具体是通过给定功率指令值,根据光伏电源P-U曲线进行比较计算,得到相应的电压指令值;
步骤2,基于步骤1得到的电压指令值,采用光伏电源侧DC/DC变换器控制策略实现对光伏电源输出电压的调节,具体是将步骤1计算得到的电压指令值与光伏电源实际的电压值做差,经过PI控制器得到调制信号,与载波信号比较得到IGBT的触发脉冲信号,通过调节DC/DC变换器的占空比实现对光伏电源输出电压的调节;
所述步骤1具体包括以下子步骤:
步骤1:根据光照和温度条件确定光伏电源的P-U曲线,设定光伏电源输出功率的初始值Pstart,为了让光伏电源行使虚拟原动机的功能,光伏电源的输出功率就必须上下可调,那么功率初始值不能为它的最大功率点,需留有一定裕度,使Pstart=nPmax,其中Pmax为光伏电源在MPPT工作模式下输出的功率,n取0.8~0.9;
步骤2:光伏电源稳定工作的前提是当光伏电源工作电压U≥Umpp,即光伏P-U曲线斜率为负值,在调节输出功率时必须保证U≥Umpp,其中,Umpp是P-U曲线上最大功率点对应的电压值;
步骤3:给定步长step和功率指令值Pref,取值范围是0<Pref<Pmax,初始时刻有负荷功率Pload=Pref=Pstart=nPmax;
步骤4:采集光伏电源输出电压UPV(k)和电流I(k)计算输出功率P,计算|ΔP|=|P-Pref|,令U(k)=UPV(k),由光伏电源输出功率P和输出电压U的函数关系求P-U曲线斜率gk,其中,Iph是光伏电池产生的电流,I0
是二极管的方向饱和电流,q是电子电量,m是二极管曲线因子,K是玻尔兹曼常数,T是绝对温度。
步骤5:判断|ΔP|与ε的大小关系,若满足|ΔP|<ε,则进入步骤6,否则执行步骤8,其中,ε为接近0的正实数,即lim(ε)=0;
步骤6:判断gk与0的大小关系,若满足gk≤0,则有U(k+1)=U(k),将U(k+1)的值赋给Uref用于生成新的PWM信号来调节光伏电源的输出电压值UPV(k),其中Uref为光伏电源电压的指令值,同时返回步骤4,否则执行步骤7;
步骤7:令U(k+1)=U(k)+3*step,将U(k+1)的值赋给Uref用于生成新的PWM信号来调节光伏电源的输出电压值UPV(k),同时返回步骤4;
步骤8:判断ΔP与0的大小关系,若满足ΔP>0,则有U(k+1)=U(k)+step,将U(k+1)的值赋给Uref用于生成新的PWM信号来调节光伏电源的输出电压值UPV(k),同时返回步骤4,否则执行步骤9;
步骤9:判断gk与0的大小关系,若满足gk≤0,则有U(k+1)=U(k)-step,将U(k+1)的值赋给Uref用于生成新的PWM信号来调节光伏电源的输出电压值UPV(k),同时返回步骤4,否则执行步骤10;
步骤10:令U(k+1)=U(k)+3*step,将U(k+1)的值赋给Uref用于生成新的PWM信号来调节光伏电源的输出电压值UPV(k),同时返回步骤4。
2.根据权利要求1所述的在上述一种基于光伏电源的虚拟原动机输出功率调节方法,光伏电源侧DC/DC变换器控制策略中,在直流侧电容电压值稳定的情况下,将改进的扰动观测法计算得到的电压指令值Uref与光伏电源实际的电压值UPV(k)做差,差值经过PI控制器得到调制信号,其与载波信号比较得到IGBT的触发脉冲信号,因此调节了DC/DC变换器的占空比,从而实现对光伏电源电压的调节,最终完成对光伏电源输出功率的调节。
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