[发明专利]一种带储能设备的光伏直流发电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种带储能设备的光伏直流发电系统，其特征在于，包括3个光伏阵列、3个BOOST变换器、2个储能设备、2个双向DC/DC变换器、一个电阻负载、一个恒功率负载，3个光伏阵列均由54个太阳能电池串联而成，分别命名为第一光伏阵列、第二光伏阵列、第三光伏阵列，3个光伏阵列均通过BOOST变换器升压后再向直流母线注入功率，3个BOOST变换器分别命名为#1变换器、#2变换器、#3变换器，并归为BOOST变换器组，BOOST变换器有两种控制模式，分别是恒压输出控制模式和MPPT控制模式；2个储能设备分别命名为第四储能设备和第五储能设备，储能设备有3个工作状态，分别是恒流充电状态、切除备用状态、放电状态，储能设备均过双向DC/DC变换器与直流母线相连，2个双向DC/DC变换器分别命名为#4变换器、#5变换器，并归为双向DC/DC变换器组，双向DC/DC变换器有三种工作模式，分别为BOOST工作模式、BUCK工作模式、切除模式，当双向DC/DC变换器处于BOOST工作模式时，储能设备处于放电状态；当双向DC/DC变换器处于BUCK工作模式时，储能设备处于恒流充电状态，当双向DC/DC变换器处于切除模式时，储能设备处于切除备用状态。

2.带储能设备的光伏直流发电系统的控制方法，其特征在于，可以被分为两层，其中底层的目的是控制与光伏电池阵列相连的BOOST变换器组和与储能设备相连的双向DC/DC变换器组，顶层的目的是协调BOOST变换器组和双向DC/DC变换器组，使直流母线电压在光照强度突变、负载突变等情况下均能实现直流母线电压的稳定，该系统的控制算法的控制周期ts为0.00005s，因此一次完整的控制计算需要在0.00005s内完成，完成一次控制算法会得到11个占空比，分别为D₁、D₂、D₃、D_4A、D_4B、D_4C、D_4D、D_5A、D_5B、D_5C、D_5D，然后11个PWM模块根据这11个占空比调制出与之对应的PWM信号，分别为PWM₁、PWM₂、PWM₃、PWM_4A、PWM_4B、PWM_4C、PWM_4D、PWM_5A、PWM_5B、PWM_5C、PWM_5D，其中PWM₁信号用于控制#1变换器中VT₁管的开通和关断，PWM₂信号用于控制#2变换器中VT₂管的开通和关断，PWM₃信号用于控制#3变换器中VT₃管的开通和关断，PWM_4A、PWM_4B、PWM_4C、PWM_4D信号用于控制#4变换器中VT_4A、VT_4B、VT_4C、VT_4D管的开通和关断，PWM_5A、PWM_5B、PWM_5C、PWM_5D信号用于控制#5变换器中VT_5A、VT_5B、VT_5C、VT_5D管的开通和关断。