[实用新型]基于改进型模糊控制的光伏并网发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于改进型模糊控制的光伏并网发电系统，尤其涉及一种能够同步实现最大功率点跟踪(MPPT)和电网电压同频同相的并网发电系统。

背景技术

如何解决最大功率点跟踪的问题是目前摆在研究人员面前的主要困难。影响光伏系统输出电压和电流的因素很多，例如周围环境的温度，太阳光照射的强度等等，光伏电池转换效率低的根本原因是输出特性所具有的非线性。为了充分提高光伏发电系统的能量转化效率，必须采用适当的最大功率点跟踪MPPT算法控制光伏发电变换器，使系统保持运行在光伏阵列最大功率点附近。

传统的最大功率方法在实际使用中存在不同的缺点，跟踪效果不理想、硬件实现复杂。目前常用的有扰动观测法和增量电导法。扰动观测法的原理是每隔一定时间改变光伏阵列输出电压，并观测之后其输出功率变化方向，以此决定下一步的扰动信号。该方法虽然算法简单易于实现，但速度较慢，在特殊情况下还会出现误判。增量电导法是通过比较输出电导的变化量和瞬时电导值的大小来决定参考电压的变化方向。该方法虽然响应速度快，控制精度高，但对传感器的精度要求很高，而且大量时间花费在A/D转化上，实现起来相对困难。模糊控制本身就是一个非线性的控制方式，而且数学模型比较简单，有更好的灵活性和适应性，因此本文将模糊控制应用于逆变电路及其光伏电池的最大功率点跟踪方法中。

发明内容

本实用新型利用模糊控制法能够同步实现最大功率点跟踪(MPPT)和电网电压同频同相的并网发电系统。

本实用新型所述一种光伏并网发电系统是由前级Boost升压电路、逆变电路、数据采集电路、驱动电路及其控制电路组成。Boost变换器是用来提高直流电压以满足并网逆变器工作要求的直流斩波装置，而且光伏阵列的最大功率点追踪控制也是通过它来实现的。在本文中，Boost变换器的电力电子器件(MOSFET)的控制脉冲是通过模糊控制单元来控制输出的。逆变器电路是由4个功率开关(MOSFET)、电感以及隔离变压器组成。逆变电路开关管的导通是由模糊控制器控制Spwm驱动电路实现的。进而控制输出电流保持正弦波输入公用电网。控制电路是三个模糊控制器组成。其中，模糊控制器3用来控制Boost升压电路，提高光伏电池阵列的功率转化效率，对光伏电池阵列进行最大功率点跟踪。模糊控制器1和2用来控制逆变电路，满足逆变并网要求的直流母线电流的同频同相。如上所述的并网发电系统中Boost升压电路：通过处理模糊控制器1的算法，产生Spwm信号，控制Boost升压电路开关管的导通，进而控制输出电压的大小实现最大功率点的跟踪控制。如上所述的并网发电系统中逆变电路：通过处理模糊控制器2和3的算法，产生Spwm信号驱动逆变电路开关管的导通与关断，使得输出电流跟电网电压同频同相。

本实用新型与传统光伏并网系统相比具有以下优点：

1该方法虽然响应速度快，控制精度高，硬件电路简单。

2开关频率低、谐波畸变率小、可实现并网发电要求的单位功率因数。

3能够有效抑制MPP振荡问题。

4在有效抑制谐波畸变率的前提下，克服了滞环比较控制实时跟随参考电流与电感电流误差来调整功率开关管的通断所带来的开关频率不固定、损耗偏高等缺点。

附图说明

图1是光伏并网发电系统图

图2是模糊控制器3的结构与原理图

图3是光伏并网发电系统组成的原理框图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做出详细说明：