多光伏发电直流网及其控制策略

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1、O第2031l1卷年第1111月期电力自动化设备Vo1．3lNo．1lElectricPowerAutomationEquipmentNOV．2011多光伏发电直流网及其控制策略袁建华，高厚磊，高峰(山东大学电气工程学院，山东济南250061)摘要：提出一种多光伏发电直流网拓扑结构，系统包含多光伏电池、蓄电池、直流母线以及功率因数校正、双向直流变换等电路光伏电池因地制宜分布式配置．并通过直流变换器连接到低压直流分支母线，直流变换器依据分支母线电压变化情况．实时调节光伏电池输出功率以满足负载用电及确保分支母线电压稳定；高压主

2、母线通过双向直流变换器连接各供电单元以及蓄电池．双向直流变换器通过主母线实时调节各分支母线电能分配，当整体发电还有剩余时为蓄电池充电．而出现功率需求缺额时由蓄电池放电补充。依据能量平衡原理，对系统母线电压进行控制为提高供电可靠性．光伏发电系统通过功率因数校正电路与公共电网单向联系。Matlab环境下系统模型仿真证明了所提控制方法的正确性与可行性关键词：发电系统：光伏电池；多光伏发电；直流网；母线；能量平衡；直流变换器中图分类号：TM615+．2文献标识码：A文章编号：1006—6047(2011)l1—0008—05伏电池

3、系统的能量管理研究。0引言本文提出一种多光伏发电直流网拓扑．为各种户用型光伏发电系统由于清洁无污染．可同建直流负载提供可靠、高效的电能；根据母线电压变化情况，基于能量平衡原理，提出一种协调PV、蓄电筑物结合及紧靠本地负载．应用起来更具灵活性随着我国实施“太阳能屋顶计划”和“金太阳示范工池、公共电网(单向)对负载稳定供电的控制策略。程”等培育光伏发电新兴产业的有力措施．户用型光1多光伏发电直流网伏发电市场将更快发展受环境影响，光伏电池(PV)输出具有随机性和1．1直流网供电与传统交流网供电传输效率对比间歇性．为更好地利用光伏

4、发电．需对PV实施最大商务办公楼宇中各种数码设备后级电路采用低功率点追踪(MPPT)B-5]同时为提高系统可靠性．需压直流供电．并且所占负载比例较高：同时场所内照配备蓄电池来存放和调节电能或采取并网运行明也可使用直流供电的发光二极管(LED)灯。伴随光伏发电及数码电器在中心城镇的扩展应使用公共交流电网为这些负载供电时．均需电用．光伏系统由独立为单一负载供电转变成易与公源适配器AC／DC电路先把交流电转变到合适的直共电网并网为类型多样、多变的本地负载供电。城镇流电．再供给后级电路，导致效率和可靠性不高。商务办公场所直流负载众

5、多．用电规律和光伏发电商务办公光伏发电以楼宇为基本单位．其地理位出力相近，均为日出而作、日落而息。在商务办公场置及自身特点决定了发电容量一般为几百瓦到数千所建设光伏并网发电系统．不仅可以减少蓄电池容瓦．小容量系统要求损耗不能太大．因此对传输效量，降低系统建设和维护成本，同时场所内电脑、打率有着较高要求[m]印机、传真机等数码设备电源适配器(AC／DC)输出光伏发电为直流负载供电时．目前有2种供电形直流电压相近．可利用直流母线集中为设备后级电路式：一种是先把PV产生的不稳定直流电通过直流变直接提供直流电，缩短电能传输通路，提

6、高传输效率。换(DC／DC)电路变成稳定的直流电[11_l41．然后逆变文献『6．7]对光伏发电系统使用的蓄电池类型成交流电(并网或不并网)，再经整流电路给负载供及如何有效控制充、放电进行了论述；文献[8-9]基电：另一种是直流供电，负载直接或经DC／DC电路于蓄电池过充、过放保护来使用能量管理控制器对从直流母线获取电能PV各种工作模式进行控制及转换，各工作模式彼此系统采用直流网[15。]为直流负载供电．负载获取独立．系统缺乏对PV控制、蓄电池控制以及能量管电能通路与逆变后经交流网供电相比减少了逆变理控制器的统一控制研究．

7、同时也没有涉及到多光及整流环节．因而系统电能传输效率会增加。1．2多光伏发电直流网拓扑收稿日期：2011—03—25：修回日期：2011—09—14从电能传输路径来看，建立光伏发电直流网只基金项目：山东省科技攻关项目(210GGX10706)需去掉逆变和整流环节．而使用DC／DC电路连接直ProjectsupportedbytheScientificandTechnicalProgramofShandongProvince(210GGX10706)流负载和供电母线。不过目前负载所用电源适配器第11期袁建华，等：多光伏发电直

8、流网及其控制策略O等是以适合公共电网供电为准．且负载电路中直流电压变化关系．分支母线电压控制分2种情况环节也没有统一规定，导致目前光伏发电直流供电a．本供电单元不含PV：单元内负载完全依靠网的电压等级、规模等较难形成统一标准．因此多光双向DC／DC电路获取电能，其能量为单向流向分伏发电直流网只能有针对性