光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的同步裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的同步裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]相對于其他類型的發(fā)電系統(tǒng)，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是低頻的、強(qiáng)的非線性系統(tǒng)。眾所周知，我們?nèi)粘Ｋ褂玫碾娋W(wǎng)市電并不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，其中夾雜著各種噪聲，且逆變器的輸出電流中除了噪聲還有各種諧波的存在，而這些都影響和制約著光伏并網(wǎng)的同步效果。
[0003]目前出現(xiàn)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的逆變器與電網(wǎng)的同步方法是通過PID閉環(huán)控制來實(shí)現(xiàn)的，即將光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出電流或電壓送入PID中進(jìn)行差值運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果送入到PffM發(fā)生器中，通過PWM發(fā)生器產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號去控制逆變橋電路。在同步速度，魯棒性和抗干擾性等方面性能還存在一些不足，從而影響了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的同步性能。因此，如何減少同步時間，提高光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的抗干擾性和魯棒性一直是業(yè)內(nèi)關(guān)注和研究的重點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的是提供一種基于LMS(Least Mean Square，最小均方)自適應(yīng)濾波和PID控制相結(jié)合的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的同步裝置，該方法不僅能夠提高光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的同步性能，而且能降低總諧波失真，使其更具有實(shí)用性。
[0005]為解決上述問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的同步裝置，由電壓濾波單元、電流濾波單元、減法器、PID控制器和PWM發(fā)生器組成。電壓濾波單元包括分壓電路、電壓采樣電路、電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和電壓自適應(yīng)LMS濾波器;分壓電路的輸入端連接在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)的輸出端上，分壓電路的輸出端經(jīng)電壓采樣電路連接電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端，電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接電壓自適應(yīng)LMS濾波器的輸入端，電壓自適應(yīng)LMS濾波器的輸出端形成電壓濾波單元的輸出端，與減法器的一個輸入端相連。電流濾波單元包括電流傳感器電路、電流采樣電路、電流模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和電流自適應(yīng)LMS濾波器;電流傳感器電路的輸入端連接在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的逆變器的輸出端上，電流傳感器電路的輸出端經(jīng)電流采樣電路連接電流模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端，電流模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接電流自適應(yīng)LMS濾波器的輸入端，電流自適應(yīng)LMS濾波器的輸出端形成電流濾波單元的輸出端，與減法器的另一個輸入端相連。減法器的輸出端與PID控制器的輸入端相連，PID控制器的輸出端經(jīng)一 PWM發(fā)生器與逆變器的控制端相連。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在并網(wǎng)初期，引入了自適應(yīng)LMS濾波的方法，將之應(yīng)用在光伏并網(wǎng)逆變器中，LMS濾波不僅可快速地濾掉逆變器產(chǎn)生電流中的諧波和電網(wǎng)輸出電壓中的各種噪聲，從而使逆變器產(chǎn)生電流與電網(wǎng)輸出電壓達(dá)到更好的同步效果，而且能大大縮短PID控制方法的同步時間，并能有效減少總諧波失真。在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行中，對于電網(wǎng)噪聲，外界干擾和誤差的累積等造成的同步的破壞，LMS自適應(yīng)濾波可進(jìn)行實(shí)時的調(diào)整，有效地降低穩(wěn)態(tài)誤差。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，在未加入自適應(yīng)LMS濾波器時，輸出電流經(jīng)過0.12s才達(dá)到同步，同步時間較長，而且達(dá)到同步后的電流跟蹤并不理想，而在加入兩個自適應(yīng)LMS濾波后0.05s就達(dá)到同步，并且同步后電流很好的對參考電流進(jìn)行跟蹤。不加自適應(yīng)LMS濾波的普通PID方法并網(wǎng)逆變器THD，其總諧波失真為3.78%,而本實(shí)用新型對電網(wǎng)輸出電壓和逆變器產(chǎn)生電流都加入自適應(yīng)LMS濾波，總諧波失真下降到了0.63 %，并且在3，5，7次諧波處的增益明顯減小，濾除效果明顯。
【附圖說明】
[0008]圖1為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的同步裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]—種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的同步裝置，由電壓濾波單元、電流濾波單元、減法器、PID控制器和PWM發(fā)生器組成。該同步裝置所應(yīng)用的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù)已知的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，如包括光伏陣列、DC/DC模塊、逆變器和電網(wǎng)組成，光伏陣列的輸出端經(jīng)DC/DC模塊與逆變器的輸入端相連，逆變器的輸出端與連接電網(wǎng)，光伏陣列的所產(chǎn)生的電能并入電網(wǎng)中供用戶使用。參見圖1。
[0010]電壓濾波單元包括分壓電路、電壓采樣電路、電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和電壓自適應(yīng)LMS濾波器。分壓電路的輸入端連接在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)的輸出端上，分壓電路的輸出端經(jīng)電壓采樣電路連接電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端，電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接電壓自適應(yīng)LMS濾波器的輸入端，電壓自適應(yīng)LMS濾波器的輸出端形成電壓濾波單元的輸出端，與減法器的一個輸入端相連。電壓自適應(yīng)LMS濾波器的輸入信號矢量是一個時間序列，其元素由電網(wǎng)輸出電壓在不同時刻的取樣值構(gòu)成，每個時刻的取樣值與標(biāo)準(zhǔn)參考信號d (η)相減得到誤差信號e(n)，通過自適應(yīng)不斷調(diào)整LMS濾波的加權(quán)系數(shù)，最終使e(n)的均方誤差最小。
[0011 ]電流濾波單元包括電流傳感器電路、電流采樣電路、電流模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和電流自適應(yīng)LMS濾波器。電流傳感器電路的輸入端連接在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的逆變器的輸出端上，電流傳感器電路的輸出端經(jīng)電流采樣電路連接電流模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端，電流模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接電流自適應(yīng)LMS濾波器的輸入端，電流自適應(yīng)LMS濾波器的輸出端形成電流濾波單元的輸出端，與減法器的另一個輸入端相連。電流自適應(yīng)LMS濾波器的輸入信號矢量是一個時間序列，其元素由逆變器產(chǎn)生電流在不同時刻的取樣值構(gòu)成，每個時刻的取樣值與標(biāo)準(zhǔn)參考信號b(n)相減得到誤差信號l(n)，通過自適應(yīng)不斷調(diào)整LMS濾波的加權(quán)系數(shù)，最終使e(n)的均方誤差最小。
[0012]減法器的輸出端與PID控制器的輸入端相連，PID控制器的輸出端經(jīng)一 P麗發(fā)生器與逆變器的控制端相連，由PID控制器對HVM發(fā)生器產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號來控制逆變橋電路。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的同步裝置，其特征在于:由電壓濾波單元、電流濾波單元、減法器、PID控制器和PffM發(fā)生器組成； 電壓濾波單元包括分壓電路、電壓采樣電路、電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和電壓自適應(yīng)LMS濾波器;分壓電路的輸入端連接在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)的輸出端上，分壓電路的輸出端經(jīng)電壓采樣電路連接電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端，電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接電壓自適應(yīng)LMS濾波器的輸入端，電壓自適應(yīng)LMS濾波器的輸出端形成電壓濾波單元的輸出端，與減法器的一個輸入端相連； 電流濾波單元包括電流傳感器電路、電流采樣電路、電流模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和電流自適應(yīng)LMS濾波器;電流傳感器電路的輸入端連接在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的逆變器的輸出端上，電流傳感器電路的輸出端經(jīng)電流采樣電路連接電流模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端，電流模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接電流自適應(yīng)LMS濾波器的輸入端，電流自適應(yīng)LMS濾波器的輸出端形成電流濾波單元的輸出端，與減法器的另一個輸入端相連； 減法器的輸出端與PID控制器的輸入端相連，PID控制器的輸出端經(jīng)一 Pmi發(fā)生器與逆變器的控制端相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的同步裝置，由電壓濾波單元、電流濾波單元、減法器、PID控制器和PWM發(fā)生器組成；在并網(wǎng)初期，引入了自適應(yīng)LMS濾波的方法，將之應(yīng)用在光伏并網(wǎng)逆變器中，LMS濾波不僅可快速地濾掉逆變器產(chǎn)生電流中的諧波和電網(wǎng)輸出電壓中的各種噪聲，從而使逆變器產(chǎn)生電流與電網(wǎng)輸出電壓達(dá)到更好的同步效果，而且能大大縮短PID控制方法的同步時間，并能有效減少總諧波失真。在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行中，對于電網(wǎng)噪聲，外界干擾和誤差的累積等造成的同步的破壞，LMS自適應(yīng)濾波可進(jìn)行實(shí)時的調(diào)整，有效地降低穩(wěn)態(tài)誤差。
【IPC分類】H02J3/38, H02J3/01
【公開號】CN205355825
【申請?zhí)枴緾N201521132121
【發(fā)明人】黃國現(xiàn), 羅曉曙, 廖志賢, 樊小波, 方小妹, 劉世仁
【申請人】廣西師范大學(xué)
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月30日