技术领域
[0001] 本
发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种带冲突检测的两阶段无连接协议资源分配方法。
背景技术
[0002]
光伏发电是太阳能的主要利用形式，独立
光伏发电系统可以有效解决无电少电的偏远地区和一些特殊场合的电
力供应难题。
太阳能电池板的输出具有很强的非线性，不同光照、
温度、外接负载、工作
电压下其输出的功率差异很大，需要采取一定的措施
跟踪光伏电池的最大功率点。
[0003] 在特定的光照强度和温度等环境条件下，光伏电池的
太阳能电池板P-V特性曲线是一条单峰曲线，这说明了光伏电池在一定的环境条件下，有且只有一个最大功率点。
[0004] 最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制
算法可以将太阳能电池板的工作状态调整到最佳状态。MPPT算法有很多种，在光伏发电系统中最常用的MPPT算法有扰动观察法、电导增量法和恒电压跟踪法。其中扰动观察法无法将跟踪步长和跟踪
精度同时兼顾，系统对外界环境变化的响应能力也较差，在最大功率点有振动并导致功率的损失。
[0005]
申请号为201210048303.1的发明
专利“
最大功率点跟踪方法及系统”采用不断调整最大定步长进行多次扰动，实现最大功率跟踪。其
缺陷是，多次扰动方法的跟踪速度受步长和冲击
电流的限制，速度太慢，在实际应用中尚有不足。
[0006] 申请号为201010170813.7的发明专利“一种动态调整
母线电压提高并网效率的方法”涉及一种动态调整母线电压提高并网效率的方法，根据
电网电压的档位来调节母线电压指令值，属于一种有级调节。但是当母线电压出现跨越多个电压档位的连续
波动时，使用该方法的光伏发电系统将出现输出电流的瞬态冲击和输出功率的波动等情况。这说明该系统不适用于单级逆变拓扑结构的逆变器。
[0007] MPPT控制方法最终是通过调节系统母线电压来实现对最大功率点跟踪的，为满足并网基本条件，母线电压还必须大于最高电网电压的峰值。因此，MPPT的输出
信号即母线电压指令必须要考虑电网电压波动，尤其是电网电压抬升的影响。否则，MPPT方法非但不能实现对太阳能电池板最大功率点的跟踪，反而会使得并网逆变器不能够稳定并网运行，甚至发生脱网故障。
发明内容
[0008] 针对
现有技术中的缺陷，本发明提出了一种太阳能电池板输出功率调节系统，能够快速跟踪至实际最大功率点并稳定工作。并且由于很好的解决了电网电压波动对系统
稳定性的影响，该系统适用于单级或者多级并网型光伏逆变器。
[0009] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
[0010] 一种太阳能电池板输出功率调节系统，其关键在于：包括定电压控
制模块、MPPT
控制模块、切换控制单元、母线电压动态调整单元、有功电流软启动单元以及SVPWM单元，其中：
[0011] 所述定电压控制模块的输入端设置有太阳能电池板的连接
接口，并根据所述太阳能电池板的开路电压确定定电压控制的目标电压；
[0012] 所述MPPT控制模块的输入端设置有太阳能电池板的连接接口，并采用MPPT模式追踪实际最大功率电压点；
[0013] 所述切换控制单元用于实现所述定电压控制模块和所述MPPT控制模块接入状态的切换；
[0014] 所述母线电压动态调整单元用于确定逆变器
直流母线的电压指令；
[0015] 所述有功电流软启动单元用于确定逆变器直流母线的电流指令；
[0016] 所述SVPWM单元用于根据有功功率电流指令和
无功功率电流指令，进行矢量变换，输出SVPWM，实现逆变器中功率器件的
开关控制。
[0017] 在该系统中，所述定电压控制模块按照Um＝k1·Uoc来确定定电压控制目标电压，其中Uoc为太阳能电池板的开路电压，系数k1取决于光伏电池的特性，取值范围为0.6～0.9。一般来讲，晶
硅组件特征值k1为0.8，
薄膜组件特征值k1为0.72。
[0018] 可选地，所述母线电压动态调整单元通过采集电网线上
三相电压的基波有效值Urms，然后按照 确定逆变器直流母线的电压指令 其中为所述定电压控制模块或所述MPPT控制模块的
输出电压，k2为常数，η为逆变器的电压损耗，包括PWM死区电压损耗、电抗器
铁心损耗及主
电路电压损耗。
[0019] 可选地，所述有功电流软启动单元前面还设置有电压环调节器，所述电压环调节器的一个输入端获取逆变器直流母线的电压指令 另一个输入端采集母线电
压实际值Upv，二者做差后得到电压偏差Verr，然后PI调节得到有功功率电流指令 所述有功功率电流指令 经过所述有功电流软启动单元处理后得到所述逆变器直流母线的电流指令。
[0020] 可选地，电网线上三相电压的基波有效值 其中UA,UB,UC分别为交流电网线上A,B,C三相电压有效值。
[0021] 作为本发明系统的一种应用场景之一，该系统可以设置在太阳能电池板与并网电力线之间。
[0022] 本发明的显著效果是：
[0023] 通过将定电压控制模式和MPPT控制方法相结合，实现了系统快速跟踪至实际最大功率点并稳定工作，很好的解决了电网电压波动对系统稳定性的影响。本发明所提出系统还解决了使用MPPT控制方法将光伏电源并入电网所带来的缺陷，提高了系统的安全性和稳定性。
附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0025] 图1为太阳能电池板输出功率调节系统结构
框图；
[0026] 图2为太阳能电池板理论最大功率点和实际最大功率点曲线图；
[0027] 图3位电流软启动示意图。
具体实施方式
[0028] 下面将结合附图对本发明技术方案的
实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0029] 如图1所示，本发明所提出的一种太阳能电池板输出功率调节系统，主要包括定电压控制模块、MPPT控制模块、切换控制单元、母线电压动态调整单元、有功电流软启动单元以及SVPWM单元，其中：
[0030] 所述定电压控制模块的输入端设置有太阳能电池板的连接接口，并根据所述太阳能电池板的开路电压确定定电压控制的目标电压；
[0031] 所述MPPT控制模块的输入端设置有太阳能电池板的连接接口，并采用MPPT模式追踪实际最大功率电压点；
[0032] 所述切换控制单元用于实现所述定电压控制模块和所述MPPT控制模块接入状态的切换；
[0033] 所述母线电压动态调整单元用于确定逆变器直流母线的电压指令；
[0034] 所述有功电流软启动单元用于确定逆变器直流母线的电流指令；
[0035] 所述SVPWM单元用于根据有功功率电流指令和无功功率电流指令，进行矢量变换，输出SVPWM，实现逆变器中功率器件的开关控制。
[0036] 可选地，所述定电压控制模块按照Um＝k1·Uoc来确定定电压控制目标电压，其中系数k1取决于光伏电池的特性，Uoc为太阳能电池板的开路电压。
[0037] 可选地，系数k1的取值范围为0.6～0.9。
[0038] 可选地，所述母线电压动态调整单元通过采集电网线上三相电压的基波有效值Urms，然后按照 确定逆变器直流母线的电压指令 其中为所述定电压控制模块或所述MPPT控制模块的输出电压，k2为常数，η为逆变器的PWM死区电压损耗、电抗器铁心损耗及主电路电压损耗。
[0039] 可选地，所述有功电流软启动单元前面还设置有电压环调节器，所述电压环调节器的一个输入端获取逆变器直流母线的电压指令 另一个输入端采集母线电压实际值Upv，二者做差后得到电压偏差Verr，然后PI调节得到有功功率电流指令 所述有功功率电流指令 经过所述有功电流软启动单元处理后得到所述逆变器直流母线的电流指令。
[0040] 可选地，电网线上三相电压的基波有效值 其中UA,UB,UC分别为交流电网线上A,B,C三相电压有效值。
[0041] 可选地，该系统设置在太阳能电池板与并网电力线之间。
[0042] 为了更加清楚地说明本发明系统的工作原理和性能，本实施例将图1所述步骤进行了重现，重现过程具体按照以下步骤进行：
[0043] S1：待机状态下，采集太阳能电池板开路电压Uoc，并且工作模式默认为定电压控制模式；
[0044] S2：根据开路电压Uoc，计算定电压控制目标电压Um，即理论上最大功率对应的电压点Um，如图2所示，光伏电池板最大功率点电压Um与光伏电池的开路电压Uoc之间的线性关系，即Um＝k1×Uoc系数k1取决于光伏电池的特性，取值范围(0.6，0.9)，一般晶硅组件特征值为0.8，薄膜组件特征值为0.72；
[0045] S3：逆变器开始进入定电压控制模式，并开始并网发电；
[0046] S4：条件判断当前工作模式，若工作在定电压模式，并且逆变器母线电压尚未调节到理论最大功率电压点Um，则执行步骤S5，否则执行步骤S6；
[0047] S5：执行定电压控制，逆变器启动过程中电压环调节器直接给定目标电压指令Um，该控制模式结合S10电流软启动单元，抑制在并网启动过程中的冲击电流；
[0048] S6：将逆变器当前工作模式切换至MPPT模式；
[0049] S7：MPPT模式开始工作，追踪到实际的最大功率电压点UMPP；
[0050] S8：母线电压调节单元，：根据
脉宽调制规律，逆变器直流母线电压幅值需大于线电压基波最大峰值，即k2取1.414，式1中Urms为瞬时计算的线电压基波有效值，式2中η为逆变器电压损耗，包括PWM死区电压损耗、电抗器铁心及主电路电压损耗， 为恒压控制模式或者MPPT控制模式的输出电压，最终的电压环母线电压指令值 取值不低于考虑线路电压损耗的线电压基波最大峰值 以提升逆变器直流侧控制裕度，提升光伏发电系统的稳定性；
[0051]
[0052]
[0053] S9：电压环调节器，将母线电压设定值和母线电压实际值做差，经过调节器输出有功功率电流指令
[0054] S10：电流软启动单元：逆变器在启动过程中，若直接给定目标值，由于指令值没有缓增/减的过程，将给逆变器的运行带来较大瞬态冲击，造成逆变器过流或者过压故障。因此，该电流软启动单元，能够限制启动过程中的冲击电流，使有功功率电流指令呈缓增趋势。如图3所示，t1时间参数可设置，t1的参数设置范围直接决定了定电压控制模式下逆变器从开路电压Uoc直接调节至理论的最大功率电压点Um的速度。比如，t1设置为2s，则在定电压控制模式下，在2秒时间内，逆变器输出功率从0调节至理论最大功率Pm，该环节结合S4，避免在恒压控制模式下，逆变器启动过程中电压环调节器直接给定目标电压Um所造成的电流冲击；
[0055] S11：根据有功、无功功率电流指令，进行矢量变换，输出SVPWM，对并网逆变器的功率器件进行开关控制。
[0056] 其中，在上述步骤S11中，SVPWM的两个输入端分别为有功功率指令端和无功功率指令端，其中 表示在dq旋转
坐标系下，有功电流
指定值； 表示在dq旋转坐标系下，
无功电流指定值；id表示在dq旋转坐标系下，有功电流反馈值；iq表示在dq旋转坐标系下，无功电流反馈值；ed表示在dq旋转坐标系下，电网电压d轴分量；eq表示在dq旋转坐标系下，电网电压q轴分量；L表示光伏逆变器电感；W表示电网
角频率；ud表示在dq坐标系下，d轴电压控制量；uq表示在dq坐标系下，q轴电压控制量。
[0057] 本发明的显著效果是：通过将定电压控制模式和MPPT控制方法相结合，实现了系统快速跟踪至实际最大功率点并稳定工作，很好的解决了电网电压波动对系统稳定性的影响。本发明所提出系统还解决了使用MPPT控制方法将光伏电源并入电网所带来的缺陷，提高了系统的安全性和稳定性。
[0058] 通过将定电压控制模式和MPPT控制方法相结合，实现了系统快速跟踪至实际最大功率点并稳定工作，很好的解决了电网电压波动对系统稳定性的影响。本发明所提出系统还解决了使用MPPT控制方法将光伏电源并入电网所带来的缺陷，提高了系统的安全性和稳定性。为光伏产业的技术更新做出了贡献。
[0059] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的
权利要求和
说明书的范围当中。
