[发明专利]太阳能光伏与市电联合供电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种太阳能光伏与市电联合供电系统，其特征在于：包括光伏阵列、市电电源、DC/DC变换器、PFC变换器和DC/AC逆变器，其中：光伏阵列的输出通过DC/DC变换器接入直流母线，市电电源的输出通过PFC变换器接入直流母线，DC/AC逆变器的输入端连入直流母线，DC/AC逆变器的输出连接负载。

2.根据权利要求1所述的太阳能光伏与市电联合供电系统，其特征在于：所述DC/DC变换器是由Boost电路(1)、全桥变换器(2)和整流滤波电路(3)依次串接组成，Boost电路(1)的输入连接光伏阵列的输出，整流滤波电路(3)的输出接入直流母线。

3.根据权利要求1所述的太阳能光伏与市电联合供电系统，其特征在于：所述PFC变换器是由PFC整流电路(4)连接Boost PFC电路(5)组成，PFC整流电路(4)的输入连接市电电源的输出，Boost PFC电路(5)的输出接入直流母线。

4.一种基于权利要求1所述的太阳能光伏与市电联合供电系统的控制方法，其特征在于：

该控制方法所采用的控制电路分为两路，具体为：

光伏阵列输出电流、电压采样(i_{pv_f}、v_{pv_f})接入MPPT控制器，MPPT控制器的输出接入加法器，加法器的输出与光伏阵列输出电流采样(i_{pv_f})接入第一减法器，第一减法器的输出依次通过第一电流调节器、第一PWM电路和第一门极驱动电路后连接Boost开关管(Q₁)；电压比较器参考值(v_{o_ref})与直流母线输出电压采样(v_{o_f})接入第二减法器，第二减法器的输出接入电压调节器，电压调节器的一路输出与正弦馒头波接入乘法器，另一路输出通过阻断二极管(D_c)接入加法器，乘法器的输出与PFC变换器电感电流采样(i_{in2_f})接入第三减法器，第三减法器的输出依次通过第二电流调节器、第二PWM电路和第二门极驱动电路后连接Boost PFC开关管(Q₂)；

该控制方法包括如下内容：

当光伏阵列的最大输出功率大于负载所需功率时，由光伏阵列单独向负载供电，直流母线电压升高，使电压调节器的输出为负，Boost PFC开关管(Q₂)的占空比为0，同时使阻断二极管(D_c)导通，电压调节器的输出作为调整信号使MPPT控制器中电压给定参考值(v_{in1_ref})减小，此时电压调节器与第一电流调节器组成双闭环，使直流母线稳压，处于稳压状态；

当光伏阵列的最大输出功率小于负载所需功率时，由光伏阵列和市电电源同时向负载供电，此时电压调节器调节Boost PFC开关管(Q₂)的占空比控制直流母线电压，阻断二极管(D_c)阻断，两路控制电路独立工作，MPPT控制器计算得到的光伏阵列最大功率点电压值(v_{pv_m})作为第一电流调节器的基准给定，使光伏阵列输出最大功率，不足功率由市电电源提供；

当光伏阵列无法工作时，关闭DC/DC变换器，由市电电源向负载供电，电压调节器调节BoostPFC开关管(Q₂)的占空比控制直流母线电压，使直流母线电压恒定。