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光伏發電功率控制方法和系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510528027.2

申請日:

2015.08.24

公開號:

CN105068590A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G05F 1/66申請日:20150824|||公開
IPC分類號: G05F1/66 主分類號: G05F1/66
申請人: 中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心; 南方電網科學研究院有限責任公司; 浙江大學
發明人: 郭曉斌; 李鵬; 許愛東; 雷金勇; 于力; 馬溪原; 胡輝勇; 胡亞龍; 夏楊紅; 彭勇剛; 韋巍
地址: 510000廣東省廣州市越秀區東風東路水均崗6、8號粵電大廈西塔13-21樓
優先權:
專利代理機構: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224 代理人: 李巍
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510528027.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2016.09.28|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種光伏發電功率控制方法和系統,其中,方法包括:獲取光伏電池功率-電壓擬合曲線;對光伏電池輸出電流和輸出電壓進行采樣,得到樣本點的電流ipv和電壓vpv,計算功率Ppv;對光伏電池功率-電壓擬合曲線進行采樣,得到樣本點(v1,P1)和(v2,P2);若(vpv,Ppv)滿足誤差條件,則以(vpv,Ppv)代替(v1,P1),重新擬合光伏電池功率-電壓曲線,并按照電壓值大小從小到大重新排列采樣點(v1,P1)和(v2,P2);否則,對光伏電池輸出電流ipv和輸出電壓vpv進行重新采樣;根據重新排列后的樣本點(v1,P1)和(v2,P2)獲取實時光伏電池功率-電壓曲線;接收功率指令,在光伏電池功率-電壓曲線上查詢所述功率指令指示的功率值對應的電壓,設為電壓參考值;根據所述電壓參考值和升壓電路電感電流對升壓電路進行電壓電流雙閉環控制。

權利要求書

1.一種光伏發電功率控制方法,其特征在于,包括以下步驟:
根據光伏電池輸出電流和輸出電壓計算光伏電池輸出功率,根據輸出電壓
和輸出功率獲取光伏電池功率-電壓擬合曲線;其中,所述光伏電池功率-電壓擬
合曲線描述光伏電池功率與電壓之間的對應關系;
對光伏電池輸出電流和輸出電壓進行采樣,得到樣本點的電流ipv和電壓vpv,
根據所述電流ipv和電壓vpv計算樣本點功率Ppv;對光伏電池功率-電壓擬合曲線進
行采樣,得到樣本點(v1,P1)和(v2,P2);
判斷(vpv,Ppv)是否滿足設定的誤差條件;若滿足,則以(vpv,Ppv)代替(v1,P1),重
新擬合光伏電池功率-電壓曲線,并按照電壓值大小從小到大重新排列采樣點
(v1,P1)和(v2,P2);否則,對光伏電池輸出電流ipv和輸出電壓vpv進行重新采樣,并
重復本步驟;
根據重新排列后的樣本點(v1,P1)和(v2,P2)獲取實時光伏電池功率-電壓曲線;
接收功率指令,在光伏電池功率-電壓曲線上查詢所述功率指令指示的功率
值對應的電壓,設為電壓參考值;
根據所述電壓參考值和升壓電路電感電流對升壓電路進行電壓電流雙閉環
控制;其中,所述升壓電路是連接到所述光伏電池,用于放大光伏電池的輸出
電壓的電路。
2.根據權利要求1所述的光伏發電功率控制方法,其特征在于,所述判斷
(vpv,Ppv)是否滿足誤差條件的步驟包括:
判斷樣本點的功率Ppv是否滿足如下功率約束條件:
|Ppv-P(vpv)|>ε1,
式中,P(vpv)是光伏電池功率-電壓擬合曲線上電壓vpv對應的光伏電池輸出功
率;ε1為功率誤差閾值。
3.根據權利要求2所述的光伏發電功率控制方法,其特征在于,所述判斷
(vpv,Ppv)是否滿足誤差條件的步驟還包括:
當滿足功率約束時,判斷所述樣本點的電壓vpv是否滿足如下電壓約束條件:
| v p v - v 1 | > ϵ 2 | v p v - v 2 | > ϵ 2 , ]]>
式中,v1為光伏電池功率-電壓擬合曲線上的第1個采樣點電壓值;v2為光
伏電池功率-電壓擬合曲線上的第2個采樣點電壓值;ε2為電壓誤差閾值。
4.根據權利要求1所述的光伏發電功率控制方法,其特征在于,所述根據
重新排列后的樣本點(v1,P1)和(v2,P2)獲取實時光伏電池功率-電壓曲線的步驟包
括:
將重新排列后的樣本點(v1,P1)和(v2,P2)代入如下光伏電池的功率-電壓關系
式組成的非線性方程組,并求解所述非線性方程組,得出光照、溫度值:
f 1 ( R , T , v 1 ) - P 1 = 0 f 2 ( R , T , v 2 ) - P 2 = 0 ]]>
式中,f1(R,T,v1)為電壓v1在功率-電壓關系式中對應的功率函數值;f2(R,T,v2)
為電壓v2在功率-電壓關系式中對應的功率函數值;
將所述光照、溫度值代入光伏電池功率-電壓關系式獲取實時光伏電池功率-
電壓曲線。
5.根據權利要求1所述的光伏發電功率控制方法,其特征在于,所述在實
時光伏電池功率-電壓曲線上查詢所述功率指令對應的電壓參考值的步驟包括:
對功率指令與功率-電壓曲線上的最大功率點對應的功率值的大小進行比
較;
當功率指令大于功率-電壓曲線上的最大功率點對應的功率值時,將功率-
電壓曲線上的最大功率點對應的電壓值設為電壓參考值;
當功率指令小于功率-電壓曲線上的最大功率點對應的功率時,取功率-電壓
曲線上的右側電壓設為電壓參考值。
6.一種光伏發電功率控制系統,其特征在于,包括:
擬合模塊,用于根據光伏電池輸出電流和輸出電壓計算光伏電池輸出功率,
根據輸出電壓和輸出功率獲取光伏電池功率-電壓擬合曲線;其中,所述光伏電
池功率-電壓擬合曲線描述光伏電池功率與電壓之間的對應關系;
采樣模塊,用于對光伏電池輸出電流和輸出電壓進行采樣,得到樣本點的
電流ipv和電壓vpv,根據所述電流ipv和電壓vpv計算樣本點功率Ppv;對光伏電池功
率-電壓擬合曲線進行采樣,得到樣本點(v1,P1)和(v2,P2);
判斷模塊,用于判斷(vpv,Ppv)是否滿足誤差條件;若滿足,則以(vpv,Ppv)代替
(v1,P1),重新擬合光伏電池功率-電壓曲線,并按照電壓值大小從小到大重新排
列采樣點(v1,P1)和(v2,P2);否則,對光伏電池輸出電流ipv和輸出電壓vpv進行重新
采樣,并繼續執行判斷模塊的功能;
獲取模塊,用于根據重新排列后的樣本點(v1,P1)和(v2,P2)獲取實時光伏電池
功率-電壓曲線;
查詢模塊,用于接收功率指令,在光伏電池功率-電壓曲線上查詢所述功率
指令指示的功率值對應的電壓,設為電壓參考值;
控制模塊,用于根據所述電壓參考值和升壓電路電感電流對升壓電路進行
電壓電流雙閉環控制;其中,所述升壓電路是連接到所述光伏電池,用于放大
光伏電池的輸出電壓的電路。
7.根據權利要求6所述的光伏發電功率控制系統,其特征在于,所述判斷
模塊包括:
第一判斷單元,用于判斷樣本點的功率Ppv是否滿足如下功率約束條件:
|Ppv-P(vpv)|>ε1,
式中,P(vpv)是光伏電池功率-電壓擬合曲線上電壓vpv對應的光伏電池輸出功
率;ε1為功率誤差閾值。
8.根據權利要求7所述的光伏發電功率控制系統,其特征在于,所述判斷
模塊還包括:
第二判斷單元,用于當滿足功率約束時,判斷所述樣本點的電壓vpv是否滿
足如下電壓約束條件:
| v p v - v 1 | > ϵ 2 | v p v - v 2 | > ϵ 2 , ]]>
式中,v1為光伏電池功率-電壓擬合曲線上的第1個采樣點電壓值;v2為光
伏電池功率-電壓擬合曲線上的第2個采樣點電壓值;ε2為電壓誤差閾值。
9.根據權利要求6所述的光伏發電功率控制系統,其特征在于,所述獲取
模塊包括:
求解單元,用于將重新排列后的樣本點(v1,P1)和(v2,P2)代入如下光伏電池的
功率-電壓關系式組成的非線性方程組,并求解所述非線性方程組,得出光照、
溫度值:
f 1 ( R , T , v 1 ) - P 1 = 0 f 2 ( R , T , v 2 ) - P 2 = 0 ]]>
式中,f1(R,T,v1)為電壓v1在功率-電壓關系式中對應的功率函數值;f2(R,T,v2)
為電壓v2在功率-電壓關系式中對應的功率函數值;
獲取單元,用于將所述光照、溫度值代入光伏電池功率-電壓關系式獲取實
時光伏電池功率-電壓曲線。
10.根據權利要求6所述的光伏發電功率控制系統,其特征在于,所述查
詢模塊包括:
比較單元,用于對功率指令與功率-電壓曲線上的最大功率點對應的功率值
的大小進行比較;當功率指令大于功率-電壓曲線上的最大功率點對應的功率值
時,將功率-電壓曲線上的最大功率點對應的電壓值設為電壓參考值;當功率指
令小于功率-電壓曲線上的最大功率點對應的功率時,取功率-電壓曲線上的右側
電壓設為電壓參考值。

關 鍵 詞:
發電 功率 控制 方法 系統
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