[发明专利]一种光储发电单元协调控制的方法

权利要求书

1.一种光储发电单元协调控制的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、首先利用采样电路采集独立光伏发电系统中各点的电压电流值，并利用数字信号处理器DSP芯片计算各点的实时功率及蓄电池的剩余电量SOC状态；

步骤2、根据所得到的光伏电池与负载的实时功率、蓄电池的SOC状态，选择独立光伏发电系统的工作模式，具体过程为：

设所得到的光伏电池的输出功率为P_pv，负载功率为P_load，蓄电池充放电功率为P_batt，则独立光伏发电系统的工作模式包括：

(1)若光伏电池最大输出功率大于负载消耗功率，且蓄电池未达到充电上限，则光伏电池运行最大功率追踪MPPT模式，而蓄电池首先进行恒流充电，待其电压到达指定值时切换为恒压充电，最后进行浮充充电，系统对应的功率平衡方程为：P_pv＝P_load+P_batt；

(2)若光伏电池最大输出功率大于负载消耗功率，且蓄电池达到充电上限，则光伏电池将由MPPT模式切换为恒压模式运行，以减少光伏电池发出的能量，整个系统的功率平衡方程为：P_pv＝P_load；

(3)若光伏电池最大输出功率小于负载消耗的功率，且蓄电池达到了放电下限，则为了保证负载供电质量要求，光伏电池工作在恒压模式，并且为避免蓄电池过放，蓄电池将从系统中切除，整个系统的功率平衡方程为：P_pv＝P_load；

(4)若光伏电池最大输出功率小于负载消耗功率，且蓄电池尚未达到放电下限，则光伏电池工作在最大功率追踪模式，蓄电池采用恒压放电控制，以维持母线电压稳定，此情况下蓄电池与光伏电池共同为负载供电，整个系统的功率平衡方程为：P_pv+P_batt＝P_load；

(5)若光伏电池最大输出功率为零，且蓄电池达到了放电下限，则整个系统中光伏电池与蓄电池切除停机；

步骤3、根据所选择的工作模式以及相应模式下的控制逻辑，得到独立光伏发电系统中光伏电池与蓄电池所接DC/DC变换器的占空比信息；

步骤4、将所得到的占空比信息通过DSP芯片的通用输入/输出端口GPIO传送给可编程逻辑门阵列FPGA芯片；

步骤5、所述FPGA芯片根据接收到的占空比信息，解调出DC/DC变换器控制所需的高频PWM调制信号，实现对光伏电池与蓄电池所接DC/DC变换器的控制。

2.根据权利要求1所述光储发电单元协调控制的方法，其特征在于，在步骤1中，具体利用高速ADC连接三组分压器及电流互感器采集独立光伏发电系统中光伏电池、蓄电池和负载的电压电流值，且采样频率为6.25MHz；

然后利用所述DSP芯片内存中储存的蓄电池电压值计算当前蓄电池的SOC状态，同时结合采集的光伏电池及负载的电压电流值计算当前光伏电池及负载的实时功率。

3.根据权利要求1所述光储发电单元协调控制的方法，其特征在于，

在步骤5中，具体是以所述FPGA芯片作为信号处理单元，实现各DC/DC变换器的占空比信息与其地址信息的接收与解码，将占空比信息解调为DC/DC变换器控制所需的高频PWM调制信号；

再将高频PWM调制信号送至数字量输出端口，由数字量输出端口控制DC/DC变换器中绝缘栅双极型晶体管IGBT的开断状态，以此使所述DC/DC变换器能够输出控制的期望值，实现对光伏电池与蓄电池所接DC/DC变换器的控制。

4.根据权利要求1所述光储发电单元协调控制的方法，其特征在于，在步骤4中，DSP芯片与FPGA芯片之间的通信具体为：

利用外部扩展接口，采用两根地址线和四根数据线进行通信，FPGA芯片接收并处理DSP芯片发送的DC/DC变换器的占空比信息数据帧，向调制处理模块输出调制波；数据帧的接收信号由FPGA芯片产生，一旦检测到信号，将通过并行GPIO口接受数据，数据帧包含地址、数据两个信息。

5.根据权利要求1所述光储发电单元协调控制的方法，其特征在于，

所采用DSP芯片的性能参数需满足主频100Mhz以上及四通道8位ADC以上的要求；

所采用FPGA芯片的性能参数需满足工作频率100Mhz以上及4000逻辑元件 数量以上的要求。