CN104283505A

CN104283505A - 两级式光伏发电***双boost电路均流控制方法

Info

Publication number: CN104283505A
Application number: CN201410514343.XA
Authority: CN
Inventors: 赵建荣; 黄辉; 张海龙; 孟向军; 王林; 曹建博; 肖飞
Original assignee: XJ Electric Co Ltd; Xian XJ Power Electronics Technology Co Ltd
Current assignee: XJ Electric Co Ltd; Xian XJ Power Electronics Technology Co Ltd
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2015-01-14

Abstract

本发明公开了一种两级式光伏发电***双BOOST电路均流控制方法，利用***实时采样两路BOOST电路的电流，以其中一路BOOST电路的输入电流为基准，由两路BOOST输入电流经过PI调节器计算出一个占空比增量，通过此增量去修正另一路BOOST电路开关器件的通断时间(即占空比)，实现两路BOOST电路的电流相等，从而解决双BOOST电路并联运行时的不均流问题，从而避免出现过流电路的器件使用寿命变短及逆变器过流停机的问题。

Description

两级式光伏发电***双BOOST电路均流控制方法

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种两级式光伏发电***双BOOST电路均流控制方法。

背景技术

近年来，组串式光伏逆变器有了较快的发展，组串式逆变器具有多路MPPT(最大功率点跟踪)跟踪能力，每一组MPPT可独立控制追踪最大功率点，这样可有效降低由于部分阴影遮挡或是组件特性不一致导致的光伏阵列无法输出最大功率的影响，相比集中式逆变器，组串式光伏逆变器发电效率高、MPPT电压范围宽，在分布式光伏发电***中将得到大规模应用，一些大型光伏电站中也会有一定程度的应用。

由于组串式光伏逆变器直流输入侧电压较低，因此需要BOOST升压电路来提高输入电压，以供逆变电路进行直交变换，有两路MPPT输入的组串式光伏逆变器，对应着两路BOOST升压电路，但是两路电路由于线路阻抗以及开关特性等原因会使其等效阻抗不一致，这将导致在正常运行时，流过两路电路的电流不相等，也就是说不均流，长时间流过较大电流的一路会导致器件使用寿命变短，而另一路由于流过电流小而没有得到充分的利用，严重时甚至会因为不均流而导致逆变器过流停机。

发明内容

本发明的目的是提供一种两级式光伏发电***双BOOST电路均流控制方法，以解决双BOOST电路不均流导致的寿命变短及过流停机问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种两级式光伏发电***双BOOST电路均流控制方法，该方法包括如下步骤：

(1)实时采样两路BOOST电路的输入电流，令BOOST1电路的电流为参考电流I_ref，BOOST2电路的电流为I_fdb，计算两路电流的差值Error；

(2)将电流差值Error作为PI调节器的输入，在PI调节器中对其进行比例积分运算；

(3)将PI调节器的输出值d(k)作为占空比修正量duty，再将其与当前BOOST1电路开关器件的占空比控制量Duty_bst1之和作为BOOST2电路开关器件的占空比控制量Duty_bst2；

(4)将占空比Duty_bst2进行正弦脉宽调制，生成PWM波去控制BOOST2电路开关器件的通断，从而控制BOOST2电路的输入电流值向BOOST1电路的输入电流逼近，直到相等，实现均流。

PI调节器对电流差值Error进行比例积分运算的公式如下：

d (t) = K_{pi} e (t) + \frac{1}{τ} &Integral; e (t) dt

上式中，e(t)为输入，d(t)为输出；

将上式离散化为差分方程，第k拍输出为：

\begin{matrix} d (k) = k_{p} e (k) + k_{i} T_{sam} Σ_{i = 1}^{k} e (i) = k_{p} e (k) + d_{i} (k) \\ = k_{p} e (k) + k_{i} T_{sam} e (k) + d_{i} (k - 1) \end{matrix}

其中T_sam为采样周期，e(k)为第k次的偏差输入，k_p、k_i为系数。

当前BOOST1电路开关器件的占空比控制量Duty_bst1是通过MPPT算法计算得出的。

本发明的两级式光伏发电***双BOOST电路均流控制方法主要适应于两路BOOST输入的光伏***，利用***实时采样两路BOOST电路的电流，以其中一路BOOST电路的输入电流为基准，由两路BOOST输入电流经过PI调节器计算出一个占空比增量，通过此增量去修正另一路BOOST电路开关器件的通断时间(即占空比)，实现两路BOOST电路的电流相等，从而解决双BOOST电路并联运行时的不均流问题，避免出现过流电路的器件使用寿命变短及逆变器过流停机的问题。

附图说明

图1为本发明两级式光伏逆变器双BOOST均流控制框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

本发明两级式光伏发电***双BOOST电路的结构如图1的上半部分所示，前级BOOST电路完成升压功能，后级逆变电路完成逆变功能，为了使流过BOOST1和BOOST2的电流相等，需要加入均流控制方法，图1的下半部分给出了该控制结构，由图可知，该方法包括如下步骤：

Error＝I_ref-I_fdb

Duty_bst2＝duty+Duty_bst1

本发明步骤(2)中PI调节器对电流差值Error进行比例积分运算的公式如下：

d (t) = K_{pi} e (t) + \frac{1}{τ} &Integral; e (t) dt

上式中，e(t)为输入，d(t)为输出；

将上式离散化为差分方程，第k拍输出为：

\begin{matrix} d (k) = k_{p} e (k) + k_{i} T_{sam} Σ_{i = 1}^{k} e (i) = k_{p} e (k) + d_{i} (k) \\ = k_{p} e (k) + k_{i} T_{sam} e (k) + d_{i} (k - 1) \end{matrix}

本实施例步骤(3)中当前BOOST1电路开关器件的占空比控制量Duty_bst1是通过MPPT算法计算得出的。

以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种两级式光伏发电***双BOOST电路均流控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的两级式光伏发电***双BOOST电路均流控制方法，其特征在于：PI调节器对电流差值Error进行比例积分运算的公式如下：

d (t) = K_{pi} e (t) + \frac{1}{τ} &Integral; e (t) dt

上式中，e(t)为输入，d(t)为输出；

将上式离散化为差分方程，第k拍输出为：

\begin{matrix} d (k) = k_{p} e (k) + k_{i} T_{sam} Σ_{i = 1}^{k} e (i) = k_{p} e (k) + d_{i} (k) \\ = k_{p} e (k) + k_{i} T_{sam} e (k) + d_{i} (k - 1) \end{matrix}

3.根据权利要求1所述的两级式光伏发电***双BOOST电路均流控制方法，其特征在于：当前BOOST1电路开关器件的占空比控制量Duty_bst1是通过MPPT算法计算得出的。