基于DSP的抑制混沌的光伏并網發電系統及其工作方法技術方案

一種基于DSP的抑制混沌的光伏并網發電系統，其特征在于它包括光伏電池陣列、DC/DC直流變換單元、DC/AC交流變換單元、輸出LC濾波單元、直流電壓電流檢測單元、驅動電路單元、采樣電路單元、并網電流檢測單元、混沌控制器單元、混沌檢測單元、電網電壓檢測單元、DSP控制單元以及電網；其工作方法包括：信號采樣、計算、狀態判定、施加擾動、并網；其優越性在于：①改善電能的質量；②提高系統的可靠性；③結構簡單，工作可靠。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電力系統電力電子技術中和新能源光伏發電的交叉
，尤其是一種基于DSP的抑制混沛的光伏并網發電系統及其工作方法。
技術介紹
光伏并網發電作為太陽能技術利用的重要方向之一，在當今得到了迅猛的發展，光伏并網系統的核心在于逆變器。整個系統的效率和輸出電能的質量與逆變器的轉換效率高低密切相關，而只有通過改善逆變器主電路拓撲和開關器件的控制策略才能達到這一目的。根據功率級數，光伏并網發電系統的逆變器可分為單級式結構和兩級式結構。所謂單級式逆變器是指在一個功率環節中實現最大功率點跟蹤控制、DC-AC逆變的光伏功率變換器。。兩級式逆變器結構較之單極式雖然功率級數多，但其可以實現光伏器件最大功率點跟·蹤與逆變器并網單獨控制，避免了逆變器并網工作對光伏器件輸出功率的影響，更適用于光伏發電系統。電力系統是一個強非線性的大系統，在電力系統的運行過程中有過混沌振蕩的實例，曾經美國西北電力系統與西南電力系統在互聯后不久就發生了 I分鐘發作6次的振蕩現象，這種現象直接導致2個系統解列。在混沌理論的幫助下，人們開始研究電力系統中的混沌現象。光伏系統內部有很多的強非線性元件，在DC/DC及DC-AC環節容易發生混沌現象，當光伏系統與大電網并網后，存于光伏系統的混沌現象將會為整個系統的運行埋下隱患。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種基于DSP的抑制混沛的光伏并網發電系統及其工作方法，它可以克服現有技術的不足，是一種結構簡單、工作可靠的系統。本專利技術的技術方案一種基于DSP的抑制混沛的光伏并網發電系統,其特征在于它包括光伏電池陣列、DC/DC直流變換單元、DC/AC交流變換單元、輸出LC濾波單元、直流電壓電流檢測單元、驅動電路單元、采樣電路單元、并網電流檢測單元、混沌控制器單元、混沌檢測單元、電網電壓檢測單元、DSP控制單元以及電網；其中，所述DC/DC直流變換單元的輸入端采集光伏電池陣列的信號和驅動電路發出的驅動信號，其輸出端連接DC/AC交流變換單元的輸入端；所述DC/AC交流變換單元的輸入端還接收驅動電路發出的驅動信號，其輸出端連接輸出LC濾波單元的輸入端；所述LC濾波單元的輸出端分別連接采樣電路單元的輸入端、并網電流檢測單元的輸入端和混沌控制器單元的輸入端；所述混沌控制器單元的輸入端還接收混沌檢測單元發出的檢測信號，其輸出端連接電網；所述DSP控制單元的輸入端采集故障檢測信號、溫度檢測信號的同時，還與直流電壓電流檢測單元的輸出端、采樣電路單元的輸出端、并網電流檢測單元的輸出端以及電網電壓檢測單元的輸出端連接，其輸出端連接驅動電路單元的輸入端和混沌檢測單元的輸入端；所述電網電壓檢測單元的輸入端連接電網；所述直流電壓電流檢測單元的輸入端采集光伏電池陣列的電壓電流信號。所述DC/DC直流變換單元采用BOOST升壓電路結構。所述DC/AC交流變換單元(見圖2)采用雙降壓式BUCK全橋逆變器電路結構。—種基于DSP的抑制混沛的光伏并網發電系統的工作方法,其特征在于它包括以下步驟①由采樣電路單元采集光伏并網發電系統并網前的電氣狀態量，包括電流、電壓、相角信號，并將這些狀態量通過DSP控制單元提交給檢測電路；②檢測電路通過計算判斷是否發生混沌的技術指標，即最大李亞普諾夫指數和功率譜，來對光伏系統狀態進行判定，若最大李亞普諾夫指數大于1，且功率譜表現為出現噪聲背景寬峰的連續譜，則可判定出現混沌，反之則未出現混沌，若系統發生混沌，則發送動作信號給混沌控制器單元，否則，進行正常并網；③混沌控制器單元利用基于OGY法的微擾法對原有光伏系統電氣狀態量進行混沌控制，對原有電氣量添加微小電氣擾動，使得系統可以運行在一條穩定的周期軌道上，將施加控制后的電氣狀態量提交給檢測電路； ④對控制后的系統進行檢測，重復步驟②的判定，如對系統判定后不存在混沌，則可以正常并網，且不會對電網造成潛在的穩定性影響。所述步驟③中的微小電氣擾動是小幅度的正弦電流信號。本專利技術的工作原理I、混沌控制器的設計根據OGY法的原理有效抑制混沌，其做法是1)從混沌內嵌的眾多周期軌道中選擇一條滿足要求的周期軌道(如不動點)作為控制面、目標。2)等待系統狀態遍歷游蕩到控制目標附近，利用其局部流形特征，微調系統參數使系統狀態的下一次迭代剛好位于局部穩定流形上；3)將參數復原，位于局部穩定流形上的點自動漸近收斂于控制目標；4)有時由于微調誤差或噪聲的影響，需要反復調整參數。先檢測系統是否處于分岔或混沌等不穩定態，若是，通過施加微擾使系統控制在預定周期軌道附近，以提高系統的穩定性，防止混沌的發生?；煦缈刂破鞴ぷ鞣椒槭紫韧ㄟ^采樣電路單元對系統狀態量進行采樣，然后檢測電路單元根據測得的系統狀態量信號來計算最大李亞普諾夫指數，若該指數計算結果大于零則發出控制信號給混沌控制器，其中混沌控制器是基于OGY方法的控制器，通過不斷施加微擾可控制系統在預定周期軌道附近工作，達到抑制混沌的目的，最后由混沌控制器將抑制過混沌的電信號傳給電網。2、采樣電路及檢測電路的設計采樣電路通過對電流，電壓，相角等狀態量的測量，將數據提交給檢測電路，檢測電路通過計算李亞普洛夫指數以及功率譜來判定系統是否發生了混沌現象。若是，將結果反饋給DSP，若不是，繼續檢測。用Jacobian方法計算系統的李亞普諾夫指數的具體過程如 Λ\下假設一 η維系統的方程如=C I ) at其中々匕⑴士⑴，"·，χηα)]τ，則系統軌線切向量W的演化滿足下列變分方程 fiw——=J是方程的Jacobian矩陣.為計算李亞普諾夫指數X1, λ2，…，λη,選取時間區間Τ>0和迭代數N.對于k(k=l，2，...，N)迭代，矩陣的變分方程式⑵初始正交條件為權利要求1.一種基于DSP的抑制混沛的光伏并網發電系統,其特征在于它包括光伏電池陣列、DC/DC直流變換單元、DC/AC交流變換單元、輸出LC濾波單元、直流電壓電流檢測單元、驅動電路單元、采樣電路單元、并網電流檢測單元、混沌控制器單元、混沌檢測單元、電網電壓檢測單元、DSP控制單元以及電網；其中，所述DC/DC直流變換單元的輸入端采集光伏電池陣列的信號和驅動電路發出的驅動信號，其輸出端連接DC/AC交流變換單元的輸入端；所述DC/AC交流變換單元的輸入端還接收驅動電路發出的驅動信號，其輸出端連接輸出LC濾波單元的輸入端；所述LC濾波單元的輸出端分別連接采樣電路單元的輸入端、并網電流檢測單元的輸入端和混沌控制器單元的輸入端；所述混沌控制器單元的輸入端還接收混沌檢測單元發出的檢測信號，其輸出端連接電網；所述DSP控制單元的輸入端采集故障檢測信號、溫度檢測信號的同時，還與直流電壓電流檢測單元的輸出端、采樣電路單元的輸出端、并網電流檢測單元的輸出端以及電網電壓檢測單元的輸出端連接，其輸出端連接驅動電路單元的輸入端和混沌檢測單元的輸入端；所述電網電壓檢測單元的輸入端連接電網；所述直流電壓電流檢測單元的輸入端采集光伏電池陣列的電壓電流信號。2.根據權利要求I所述一種基于DSP的抑制混沌的光伏并網發電系統，其特征在于所述DC/DC直流變換單元采用BOOST升壓電路結構。3.根據權利要求I所述一種基于DSP的抑制混沌的光伏并網發電系統，其特征在于所述DC/AC交流變換單元采用雙降壓式B本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于DSP的抑制混沌的光伏并網發電系統，其特征在于它包括光伏電池陣列、DC/DC直流變換單元、DC/AC交流變換單元、輸出LC濾波單元、直流電壓電流檢測單元、驅動電路單元、采樣電路單元、并網電流檢測單元、混沌控制器單元、混沌檢測單元、電網電壓檢測單元、DSP控制單元以及電網；其中，所述DC/DC直流變換單元的輸入端采集光伏電池陣列的信號和驅動電路發出的驅動信號，其輸出端連接DC/AC交流變換單元的輸入端；所述DC/AC交流變換單元的輸入端還接收驅動電路發出的驅動信號，其輸出端連接輸出LC濾波單元的輸入端；所述LC濾波單元的輸出端分別連接采樣電路單元的輸入端、并網電流檢測單元的輸入端和混沌控制器單元的輸入端；所述混沌控制器單元的輸入端還接收混沌檢測單元發出的檢測信號，其輸出端連接電網；所述DSP控制單元的輸入端采集故障檢測信號、溫度檢測信號的同時，還與直流電壓電流檢測單元的輸出端、采樣電路單元的輸出端、并網電流檢測單元的輸出端以及電網電壓檢測單元的輸出端連接，其輸出端連接驅動電路單元的輸入端和混沌檢測單元的輸入端；所述電網電壓檢測單元的輸入端連接電網；所述直流電壓電流檢測單元的輸入端采集光伏電池陣列的電壓電流信號。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周雪松，沈雪波，馬幼捷，
申請(專利權)人：天津理工大學，
類型：發明
國別省市：