CN104810857A - 一种单相光伏并网发电***输出功率平滑控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单相光伏并网发电***输出功率平滑控制装置及控制方法，装置包括由光伏电源、Boost变换器、直流滤波电容、蓄电池、第一双向直流变换器、超级电容器、第二双向直流变换器及逆变器组成的光伏并网发电***，还包括第一控制装置和第二控制装置，分别控制蓄电池和超级电容器的充放电，蓄电池采用功率外环、电流内环的双闭环控制方式，超级电容器采用电压外环、电流内环的双闭环控制方式，本发明能够迅速平衡瞬时功率，抑制谐波，减少并网电流的波形畸变率，提高光伏***的并网电能质量。

Description

一种单相光伏并网发电***输出功率平滑控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及新能源分布式并网发电领域，尤其涉及一种单相光伏并网发电***输出功率平滑控制装置及控制方法。

背景技术

目前，光伏发电已经逐渐从以往的小规模离网型***，向大规模并网***的方向发展。但是，由于受光照、温度等自然条件的影响，***输出功率具有较大的间歇性和随机性。随着大容量光伏电站的并网运行，其发电功率的剧烈波动可能会导致电网***崩溃，严重破坏了原有电网的功率能量平衡，导致电网调度运行困难，进而对电网的电能质量、建设规划、经济运行等产生巨大的影响，限制了光伏并网运行的规模。利用储能装置可以在光照良好发电充足时将部分电能储存起来，再根据需要在适当时候释放这部分电能，起到稳定光伏电源输出和调节供用电平衡的作用，减少***的剧烈振荡以及负荷功率曲线的峰谷差，从而增强电网的电能质量。

目前，常用于光伏发电***中的储能装置按类型可分为能量型和功率型，能量型储能包括蓄电池储能、抽水储能等，其持续充放电时间为min-h级，具有较高的能量密度，但循环寿命较短，不适合用于频繁的充放电转换；功率型储能包括超级电容储能、飞轮储能、超导储能等，持续充放电时间为s-min级，具有功率密度大、响应速度快、循环寿命长等特点，但其容量相对较小，价格较高。如何根据不同类型储能的特点，结合相应的控制方式，来最大限度地平抑光伏输出功率的波动，是现在的研究方向。

发明内容

本发明发的目的在于提供一种单相光伏并网发电***输出功率平滑控制装置及控制方法，能够解决现在光伏发电***输出功率波动频繁、并网电流谐波含量高的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种单相光伏并网发电***输出功率平滑控制装置，包括由光伏电源、Boost变换器、直流滤波电容、蓄电池、第一双向直流变换器、超级电容器、第二双向直流变换器及逆变器组成的光伏并网发电***，光伏电源通过Boost变换器连接到直流母线上，蓄电池和超级电容器分别经第一双向直流变换器和第二双向直流变换器连接在直流母线上，直流滤波电容并联在两条直流母线之间，直流母线通过并网逆变器与电网相连，还包括第一控制装置，第一控制装置控制连接第一双向直流变换器，用来控制蓄电池的充放电，在工作时，第一控制装置通过对蓄电池功率参考值P^* _bat与功率传感器采集到的蓄电池实际输出功率P_bat的差值进行PI控制及限幅，得到蓄电池的电流参考值i^* _bat,第一控制装置再将蓄电池的电流参考值i^* _bat与电流互感器采集到的蓄电池的实际输出电流i_bat的差值进行PI控制及限幅，得到第一调制信号，第一控制装置将得到的第一调制信号与三角载波比较，形成PWM信号来控制第一双向直流变换器，从而控制蓄电池的充放电，Boost变换器即为升压变换器。

所述第一控制装置包括第一PI控制器、第一限幅器、第二PI控制器、第二限幅器及第一比较器，第一PI控制器用来对蓄电池功率参考值P^* _bat与功率传感器采集到的蓄电池实际输出功率P_bat的差值进行PI控制，第一限幅器用来限制第一PI控制器输出信号的幅值，第二PI控制器用来将蓄电池的电流参考值i^* _bat与电流互感器采集到的蓄电池的实际输出电流i_bat的差值进行PI控制，第二限幅器用来限制第二PI控制器输出信号的幅值，第一比较器用来形成PWM信号以控制第一双向直流变换器，从而控制蓄电池的充放电。

还包括第二控制装置，第二控制装置控制连接第二双向直流变换器，用来控制超级电容器的充放电，在工作时，第二控制装置通过对电压互感器采集到的直流母线电压u_dc与其参考值u^* _dc的差值进行PI控制和限幅，得到超级电容器的电流参考值i^* _sc，第二控制装置再将超级电容器的电流参考值i^* _sc与电流互感器采集到的超级电容器的实际输出电流i_sc及并网逆变器的输出电流电流i_in三者的差值进行PI控制和限幅，得到第二调制信号，第二控制装置将得到的第二调制信号与三角载波比较，形成PWM信号来控制第二双向直流变换器，从而控制超级电容器的充放电。

所述第二控制装置包括第三PI控制器、第三限幅器、第四PI控制器、第四限幅器及第二比较器，第三PI控制器用来对电压互感器采集到的直流母线电压u_dc与其参考值u^* _dc的差值进行PI控制，第三限幅器用来限制第三PI控制器输出信号的幅值，第四PI控制器用来对超级电容器的电流参考值i^* _sc与电流互感器采集到的超级电容器的实际输出电流i_sc及并网逆变器的输出电流电流i_in三者的差值进行PI控制，第四限幅器用来限制第四PI控制器输出信号的幅值，第二比较器用来形成PWM信号以控制第二双向直流变换器，从而控制超级电容器的充放电。

单相光伏并网发电***输出功率平滑控制方法，依次包括以下步骤：

(1)光伏电源经Boost变换器连接到直流母线上，蓄电池和超级电容器分别经第一双向直流变换器和第二双向直流变换器连接在直流母线上；

(2)利用功率传感器采集光伏电源瞬时输出功率P_pv，其中下标pv表示光伏，并非变量；

(3)采用低通滤波器获得光伏电源瞬时输出功率的低频分量P_pv‘；

(4)采集电网调度功率P_set,将步骤(3)得到的光伏电源瞬时输出功率的低频分量P_pv‘与电网调度功率P_set进行比较，计算出蓄电池的功率参考值P^* _bat，P^* _bat＝P_set-P_pv‘G(s)，其中其中τ为时间常数，s表示拉普拉斯变换，下标bat表示蓄电池，并非变量；

(5)利用功率传感器采集蓄电池实际输出功率P_bat，将上述步骤(4)得到的蓄电池功率参考值P^* _bat与蓄电池实际输出功率P_bat的差值输入通过第一PI控制器，然后经第一限幅器后得到蓄电池的电流参考值i^* _bat，i^* _bat＝(k_p1+k_i1/s)(P_bat-P^* _bat)，其中，k_p1为比例系数，p表示比例，k_i1为积分系数，i表示积分，下标p1和i1仅为区分作用，并非变量，第一PI控制器的计算公式为k_p1+k_i1/s，其中k_p1为比例系数，p表示比例，k_i1为积分系数，i表示积分，下标p1和i1仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换；

(6)利用电流互感器采集蓄电池的输出电流i_bat，将步骤(5)中得到的蓄电池的电流参考值i^* _bat与蓄电池的输出电流i_bat的差值输入第二PI控制器，然后经过第二限幅器，得到第一调制信号，将第一调制信号与三角载波进行比较，形成PWM信号来控制第一双向直流变换器，从而控制蓄电池的充放电，第二PI控制器的计算公式为k_p2+k_i2/s，其中k_p2为比例系数，下标p表示比例，k_i2为积分系数，下标i表示积分，下标p2和i2仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换，下标bat表示蓄电池，并非变量。

还包括步骤(7)至步骤(8)，具体为：

(7)利用电压互感器采集直流母线电压u_dc，将直流母线电压u_dc与其参考值u^* _dc的差值输入第三PI控制器，然后经过第三限幅器，得到超级电容器的电流参考值i^* _sc，第三PI控制器的计算公式为k_p3+k_i3/s，其中k_p3为比例系数，下标p表示比例，k_i3为积分系数，下标i表示积分，下标p3和i3仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换，下标dc表示直流，并非变量，下标sc表示超级电容器，并非变量，参考值u^* _dc的大小等于直流母线的额定电压；

(8)利用电流互感器采集并网逆变器输入电流i_in及超级电容器实际输出电流i_sc，将步骤(7)得到的超级电容器的电流参考值i^* _sc与超级电容器的实际输出电流i_sc及并网逆变器的输出电流电流i_in三者的差值送入第四PI控制器，然后经过第四限幅器，得到第二调制信号，将第二调制信号与三角载波进行比较，形成PWM信号来控制第二双向直流变换器，从而控制超级电容器的充放电，第四PI控制器的计算公式为k_p4+k_i4/s，其中k_p4为比例系数下标p表示比例，k_i4为积分系数，下标i表示积分，下标p4和i4仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换，下标in表示输入，下标sc表示超级电容器，均并非变量。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明所采用的控制方式算法相对简单，抗干扰能力强，蓄电池和超级电容器均采用双闭环PI控制，能够迅速平衡瞬时功率，抑制谐波，减少并网电流的波形畸变率，提高光伏***的并网电能质量。

(2)将超级电容器与蓄电池混合利用，结合相应的控制方式，与只采用某一种储能装置相比，不仅能够降低投资成本，而且能在光照良好发电充足时将部分电能用蓄电池和超级电容器储存起来，再根据需要在光照不足的时候释放这部分电能，起到稳定光伏电源输出和调节供用电平衡的作用，减少电力***的功率波动。

(3)混合储能***通过双向变换器接到直流母线，所需电子器件少，成本低，效率高，能够快速实现功率传输方向的切换。

附图说明

图1为本发明所述光伏并网发电***的拓扑结构图；

图2为本发明所述Boost变换器主电路拓扑结构图；

图3为本发明所述双向直流变换器拓扑结构示意图；

图4为本发明所述第一控制装置电路原理框图；

图5为本发明所述第二控制装置电路原理框图。

具体实施方式

如图1至图5所示，本发明所述控制装置主要包括由光伏电源1、Boost变换器2、直流滤波电容C_dc、并网逆变器3、第一双向直流变换器6、第二双向直流变换器7、蓄电池5和超级电容器8组成的光伏并网发电***，光伏电源1通过Boost变换器2连接到直流母线9上，蓄电池5和超级电容器8分别经第一双向直流变换器6和第二双向直流变换器7连接在直流母线9上，直流滤波电容C_dc并联在两条直流母线9之间，直流母线9通过并网逆变器3与电网4相连，Boost变换器为升压变换器。

还包括第一控制装置和第二控制装置，第一控制装置控制连接第一双向直流变换器，用来控制蓄电池的充放电，第二控制装置控制连接第二双向直流变换器，用来控制超级电容器的充放电，第一控制装置包括依次相连的第一PI控制器、第一限幅器、第二PI控制器、第二限幅器级第一比较器，第二控制装置包括依次相连的第三PI控制器、第三限幅器、第四PI控制器、第四限幅器及第二比较器。

第一PI控制器用来对蓄电池功率参考值P^* _bat与功率传感器采集到的蓄电池实际输出功率P_bat的差值进行PI控制，第一限幅器用来限制第一PI控制器输出信号的幅值，第二PI控制器用来将蓄电池的电流参考值i^* _bat与电流互感器采集到的蓄电池的实际输出电流i_bat的差值进行PI控制，第二限幅器用来限制第二PI控制器输出信号的幅值，第一比较器用来形成PWM信号以控制第一双向直流变换器，从而控制蓄电池的充放电。其中，第一PI控制器的计算公式为k_p1+k_i1/s，其中k_p1为比例系数，k_i1为积分系数，下标p和i分别表示比例和积分，下标p1和i1仅为区分作用，并非变量；第二PI控制器的计算公式为k_p2+k_i2/s，其中k_p2为比例系数，k_i2为积分系数，下标p和i分别表示比例和积分，下标p2和i2仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换，下标bat表示蓄电池5，并非变量。

第三PI控制器用来对电压互感器采集到的直流母线电压u_dc与其参考值u^* _dc的差值进行PI控制，第三限幅器用来限制第三PI控制器输出信号的幅值，第四PI控制器用来对超级电容器的电流参考值i^* _sc与电流互感器采集到的超级电容器的实际输出电流i_sc及并网逆变器的输出电流电流i_in三者的差值进行PI控制，第四限幅器用来限制第四PI控制器输出信号的幅值，第二比较器用来形成PWM信号以控制第二双向直流变换器，从而控制超级电容器的充放电。第三PI控制器的计算公式为k_p3+k_i3/s，其中k_p3为比例系数，k_i3为积分系数，下标p和i分别表示比例和积分，下标p3和i3仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换；第四PI控制器的计算公式为k_p4+k_i4/s，其中k_p4为比例系数，k_i4为积分系数，下标p和i分别表示比例和积分，下标p4和i4仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换，下标dc表示直流，下标sc表示超级电容器8，下标in表示输入，均并非变量。

由于光伏电源1的开路电压和短路电流在很大程度上受到日照强度和温度的影响，造成***的工作点不稳定，进而降低光伏电源1的发电功率，所以Boost变换器2实现升压的同时要实现最大功率追踪(MPPT)功能，图2为Boost变换器2的主电路拓扑结构图，Boost变换器电路由电源u_s、第一电感L1、第一开关管Q1、第一二极管D1、第一电容C1及负载R组成，u_s为光伏电源输出电压，Boost变换器的负载R与其等效负载R_eq的关系为R_eq＝(1-D)²R(D为占空比)，改变Boost变换器2的占空比就能改变光伏电源1的等效负载，使Boost变换器2的输出电压与光伏电源1最大功率所对应的电压相匹配，从而使光伏电源1始终输出最大功率，保证光伏电源1的发电效率。以上为公知技术，在此不再赘述。

Boost变换器2将光伏电源的电压提升并稳定之后，通过并网逆变器3将直流电变成交流电输送到电网，第一控制装置和第二控制装置在控制蓄电池5、超级电容8充放电的同时，通过PI控制器和限幅器，可以抑制谐波，使***的输出趋于平滑，从而实现对并网功率的平抑控制。

本发明所述的控制方法具体如下：

(1)光伏电源1经Boost变换器2连接到直流母线9上，蓄电池5和超级电容器8分别经第一双向直流变换器6和第二双向直流变换器7连接在直流母线9上，构成带有混合储能的光伏并网发电***；

双向直流变换器的拓扑结构如图3所示，电路由电源U_dc、第二电容C2、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第二二极管D2、第三二极管D3、第二电阻R2、第二电感L2及电阻R组成，这里电源U_dc为母线电压，下标dc表示直流，第二电感L2为输出滤波电感和直流负载等效电感之和，电阻R为蓄电池5或者超级电容器8。第二开关管Q2和第三开关管Q3的驱动电压均为PWM信号，PWM信号周期为T_s，导通时间为T_on，关断时间为T_off，占空比D＝T_on/T_s。当电路工作于Buck模式时，第二开关管Q2先导通，电源向第二电感L2充电，第二开关管Q2导通时间到后关断，第二电感L2的储能释放，电感电流通过电阻R、第三二极管D3及第二电阻R2构成回路，给电阻R充电，即电源向蓄电池5或者超级电容器8充电；相反，当电路工作于Boost模式时，第三开关管Q3导通，电阻R向第二电感L2充电，第三二极管Q3导通时间到后关断，第二电感L2的储能释放，电感电流通过第二电阻R2、第二二极管D2及电源构成回路，电阻R给***放电，即蓄电池5或者超级电容器8向***放电。双向直流变换器的工作原理为现有技术，不再赘述。

(2)利用功率传感器采集光伏电源1瞬时输出功率P_pv，下标pv表示光伏，并非变量；

由于光伏电源1的输出功率经过Boost变换器2后会有损耗，所以光伏电源1的瞬时输出功率P_pv应等于Boost变换器2的输出电压u_dc与输出电流i_dc的乘积，即P_pv＝u_dc*i_dc，下标dc表示直流，并非变量。

(3)采用低通滤波器获得光伏电源1瞬时输出功率的低频分量P_pv‘；

光伏电源1的输出功率具有一定的间歇性和波动性，为了稳定光伏发电***的并网功率，同时由于蓄电池5的能量密度大，功率密度小，动态响应慢，只能满足低频响应，所以利用低通滤波器获得光伏电源1瞬时输出功率的低频分量P_pv‘，以获得稳定的输出功率分量。

本***中，蓄电池5主要用来调节电网4的功率，采用功率外环、电流内环的双闭环控制方式，超级电容器8主要用来调节直流母线9的电压，采用电压外环、电流内环的双闭环控制方式，上述两种控制方法能够快速抑制负载扰动影响，提高***的动态响应性能。蓄电池5调节的结果是使电网4的功率与光伏电源1的功率达到平衡，超级电容器8调节的结果是使直流母线9电压与光伏电源1输出电压达到平衡。

(4)采集电网调度功率P_set，将步骤(3)得到的光伏电源输出功率的低频分量P_pv‘与电网调度功率P_set进行比较，计算出蓄电池5的功率参考值P^* _bat，P^* _bat＝P_set-P_pv’G(s)，其中τ为时间常数，s表示拉普拉斯变换，下标bat表示蓄电池5，并非变量，下标set为区分作用，并非变量，电网调度功率P_set由电网调度中心直接发出；

(5)利用功率传感器采集蓄电池5的输出功率P_bat，将步骤(4)得到的蓄电池5的功率参考值P^* _bat与蓄电池5实际输出功率P_bat的差值输入第一PI控制器进行比例调节和积分调节，再通过第一限幅器进行限幅后得到蓄电池5的电流参考值i^* _bat，i^* _bat＝(k_p1+k_i1/s)(P_bat-P^* _bat)，其中，k_p1为比例系数，p表示比例，k_i1为积分系数，i表示积分，下标p1和i1仅为区分作用，并非变量，第一PI控制器的计算公式为k_p1+k_i1/s，其中，k_p1为比例系数，k_i1为积分系数，下标p和i分别表示比例和积分，下标p1和i1仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换，下标bat表示蓄电池5，并非变量，蓄电池5的功率参考值P^* _bat与蓄电池5实际输出功率P_bat的差值通过软件做差获得；

(6)利用电流互感器采集蓄电池5的输出电流i_bat，将步骤(5)中得到的蓄电池5的电流参考值i^* _bat与蓄电池5的输出电流i_bat的差值输入第二PI控制器进行比例调节和积分调节，然后经过第二限幅器对信号进行限幅，得到第一调制信号，将第一调制信号与三角载波进行比较，形成PWM信号来控制第一双向直流变换器6，从而控制蓄电池5的充放电；第二PI控制器的计算公式为k_p2+k_i2/s，其中k_p2为比例系数，下标p表示比例，k_i2为积分系数，下标i表示积分，下标p2和i2仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换，下标bat表示蓄电池5，并非变量，蓄电池5的电流参考值i^* _bat与蓄电池5的输出电流i_bat的差值通过软件做差获得。

第一双向直流变换器6的运行模式有两种：

①Buck模式：当P_pv‘·G(s)>P_set时，光伏电源1功率大于电网4功率，此时第二开关管Q2导通，第二开关管Q2导通时间到之后关断，第三开关管Q3一直关断，第一双向直流变换器工作在降压模式，光伏电源1向蓄电池5充电；

②Boost模式：当P_pv‘·G(s)<P_set时，光伏电源1功率小于电网4功率，此时第三开关管Q3导通，第三开关管Q3导通时间到之后关断，第二开关管Q2一直关断，第一双向直流变换器6工作在升压模式，蓄电池5向电网4放电。

(7)利用电压互感器采集直流母线9电压u_dc，将直流母线电压u_dc与其参考值u^* _dc的差值输入第三PI控制器进行比例调节和积分调节，然后经过第三限幅器进行限幅，得到超级电容器8的电流参考值i^* _sc，第三PI控制器的计算公式为k_p3+k_i3/s，其中k_p3为比例系数，下标p表示比例，k_i3为积分系数，下标i表示积分，下标p3和i3仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换，参考值u^* _dc的大小等于直流母线9的额定电压，直流母线电压u_dc与其参考值u^* _dc的差值通过软件做差获得，下标sc表示超级电容器8，并非变量，下标dc表示直流，并非变量；

(8)利用电流互感器采集并网逆变器3的输入电流i_in及超级电容器8实际输出电流i_sc，将步骤(7)得到的超级电容器8的电流参考值i^* _sc与超级电容器8的实际输出电流i_sc及并网逆变器3的输出电流i_in三者的差值输入第PI四控制器进行比例调节和积分调节，然后经过第四限幅器对信号进行限幅，得到第二调制信号，将第二调制信号与三角载波进行比较，形成PWM信号来控制第二双向直流变换器7，从而控制超级电容器8的充放电；第四PI控制器的计算公式为k_p4+k_i4/s，其中k_p4为比例系数，下标p表示比例，k_i4为积分系数，下标i表示积分，下标p4和i4仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换，超级电容器8的电流参考值i^* _sc与超级电容器8的实际输出电流i_sc及并网逆变器3的输出电流i_in三者的差值通过软件做差获得，下标in表示输入，并非变量，下标sc表示超级电容器8，并非变量。

第二双向直流变换器7的运行模式有两种：

①Buck模式：当u_dc>u^* _dc时，光伏电源1电压大于直流母线9电压，此时第二开关管Q2导通，第二开关管Q2导通时间到之后关断，第三开关管Q3一直关断，第二双向直流变换器7工作在降压模式，光伏电源1向超级电容器8充电。

②Boost模式：当u_dc<u^* _dc时，光伏电源1电压小于直流母线9电压，此时第三开关管Q3导通，第三开关管Q3导通时间到之后关断，第二开关管Q2一直关断，第二双向直流变换器7工作在升压模式，超级电容器8向电网4放电；

在光照良好时，光伏电源1功率和电压均大于电网4功率和电压，第一双向直流变换器6和第二双向直流变换器7工作在Buck模式，光伏电源1向蓄电池5和超级电容器8充电，将电能储存起来；当光照不足时，光伏电源1功率和电压均小于电网4功率和电压，第一双向直流变换器6和第二双向直流变换器7工作在Boost模式，蓄电池5和超级电容器8将电能释放，从而稳定光伏电源1的输出，调节供用电平衡。

Claims (6)

1.一种单相光伏并网发电***输出功率平滑控制装置，包括由光伏电源、Boost变换器、直流滤波电容、蓄电池、第一双向直流变换器、超级电容器、第二双向直流变换器及逆变器组成的光伏并网发电***，光伏电源通过Boost变换器连接到直流母线上，蓄电池和超级电容器分别经第一双向直流变换器和第二双向直流变换器连接在直流母线上，直流滤波电容并联在两条直流母线之间，直流母线通过并网逆变器与电网相连，其特征在于：还包括第一控制装置，第一控制装置控制连接第一双向直流变换器，用来控制蓄电池的充放电，在工作时，第一控制装置通过对蓄电池功率参考值P^* _bat与功率传感器采集到的蓄电池实际输出功率P_bat的差值进行PI控制及限幅，得到蓄电池的电流参考值i^* _bat,第一控制装置再将蓄电池的电流参考值i^* _bat与电流互感器采集到的蓄电池的实际输出电流i_bat的差值进行PI控制及限幅，得到第一调制信号，第一控制装置将得到的第一调制信号与三角载波比较，形成PWM信号来控制第一双向直流变换器，从而控制蓄电池的充放电，Boost变换器即为升压变换器。

2.如权利要求1所述的一种单相光伏并网发电***输出功率平滑控制装置，其特征在于：所述第一控制装置包括第一PI控制器、第一限幅器、第二PI控制器、第二限幅器及第一比较器，第一PI控制器用来对蓄电池功率参考值P^* _bat与功率传感器采集到的蓄电池实际输出功率P_bat的差值进行PI控制，第一限幅器用来限制第一PI控制器输出信号的幅值，第二PI控制器用来将蓄电池的电流参考值i^* _bat与电流互感器采集到的蓄电池的实际输出电流i_bat的差值进行PI控制，第二限幅器用来限制第二PI控制器输出信号的幅值，第一比较器用来形成PWM信号以控制第一双向直流变换器，从而控制蓄电池的充放电。

3.如权利要求2所述的一种单相光伏并网发电***输出功率平滑控制装置，其特征在于：还包括第二控制装置，第二控制装置控制连接第二双向直流变换器，用来控制超级电容器的充放电，在工作时，第二控制装置通过对电压互感器采集到的直流母线电压u_dc与其参考值u^* _dc的差值进行PI控制和限幅，得到超级电容器的电流参考值i^* _sc，第二控制装置再将超级电容器的电流参考值i^* _sc与电流互感器采集到的超级电容器的实际输出电流i_sc及并网逆变器的输出电流电流i_in三者的差值进行PI控制和限幅，得到第二调制信号，第二控制装置将得到的第二调制信号与三角载波比较，形成PWM信号来控制第二双向直流变换器，从而控制超级电容器的充放电。

4.如权利要求3所述的一种单相光伏并网发电***输出功率平滑控制装置，其特征在于：所述第二控制装置包括第三PI控制器、第三限幅器、第四PI控制器、第四限幅器及第二比较器，第三PI控制器用来对电压互感器采集到的直流母线电压u_dc与其参考值u^* _dc的差值进行PI控制，第三限幅器用来限制第三PI控制器输出信号的幅值，第四PI控制器用来对超级电容器的电流参考值i^* _sc与电流互感器采集到的超级电容器的实际输出电流i_sc及并网逆变器的输出电流电流i_in三者的差值进行PI控制，第四限幅器用来限制第四PI控制器输出信号的幅值，第二比较器用来形成PWM信号以控制第二双向直流变换器，从而控制超级电容器的充放电。

5.利用权利要求4所述的一种单相光伏并网发电***输出功率平滑控制装置对单相光伏并网发电***输出功率进行平滑控制的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

(1)光伏电源经Boost变换器连接到直流母线上，蓄电池和超级电容器分别经第一双向直流变换器和第二双向直流变换器连接在直流母线上；

(2)利用功率传感器采集光伏电源瞬时输出功率P_pv，其中下标pv表示光伏，并非变量；

(3)采用低通滤波器获得光伏电源瞬时输出功率的低频分量P_pv‘；

(4)采集电网调度功率P_set,将步骤(3)得到的光伏电源瞬时输出功率的低频分量P_pv‘与电网调度功率P_set进行比较，计算出蓄电池的功率参考值P^* _bat，P^* _bat＝P_set-P_pv‘G(s)，其中G(s)其中τ为时间常数，s表示拉普拉斯变换，下标bat表示蓄电池，并非变量；

(5)利用功率传感器采集蓄电池实际输出功率P_bat，将上述步骤(4)得到的蓄电池功率参考值P^* _bat与蓄电池实际输出功率P_bat的差值输入通过第一PI控制器，然后经第一限幅器后得到蓄电池的电流参考值i^* _bat， 其中，k_p1为比例系数，p表示比例，k_i1为积分系数，i表示积分，下标p1和i1仅为区分作用，并非变量，第一PI控制器的计算公式为k_p1+k_i1/s，其中k_p1为比例系数，p表示比例，k_i1为积分系数，i表示积分，下标p1和i1仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换；

(6)利用电流互感器采集蓄电池的输出电流i_bat，将步骤(5)中得到的蓄电池的电流参考值i^* _bat与蓄电池的输出电流i_bat的差值输入第二PI控制器，然后经过第二限幅器，得到第一调制信号，将第一调制信号与三角载波进行比较，形成PWM信号来控制第一双向直流变换器，从而控制蓄电池的充放电，第二PI控制器的计算公式为k_p2+k_i2/s，其中k_p2为比例系数，下标p表示比例，k_i2为积分系数，下标i表示积分，下标p2和i2仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换，下标bat表示蓄电池，并非变量。

6.如权利要求5所述的一种单相光伏并网发电***输出功率平滑控制方法，其特征在于，还包括步骤(7)至步骤(8)，具体为：

(7)利用电压互感器采集直流母线电压u_dc，将直流母线电压u_dc与其参考值u^* _dc的差值输入第三PI控制器，然后经过第三限幅器，得到超级电容器的电流参考值i^* _sc，第三PI控制器的计算公式为k_p3+k_i3/s，其中k_p3为比例系数，下标p表示比例，k_i3为积分系数，下标i表示积分，下标p3和i3仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换，下标dc表示直流，并非变量，下标sc表示超级电容器，并非变量，参考值u^* _dc的大小等于直流母线的额定电压；

(8)利用电流互感器采集并网逆变器输入电流i_in及超级电容器实际输出电流i_sc，将步骤(7)得到的超级电容器的电流参考值i^* _sc与超级电容器的实际输出电流i_sc及并网逆变器的输出电流电流i_in三者的差值送入第四PI控制器，然后经过第四限幅器，得到第二调制信号，将第二调制信号与三角载波进行比较，形成PWM信号来控制第二双向直流变换器，从而控制超级电容器的充放电，第四PI控制器的计算公式为k_p4+k_i4/s，其中k_p4为比例系数下标p表示比例，k_i4为积分系数，下标i表示积分，下标p4和i4仅为区分作用，并非变量，s表示拉普拉斯变换，下标in表示输入，下标sc表示超级电容器，均并非变量。