一種分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置及方法
【專利摘要】一種分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置，該裝置包括發(fā)電單元、發(fā)電端反饋式控制單元、逆變器、線路濾波器、斷路器和并網(wǎng)端斷路控制單元；發(fā)電單元包括風(fēng)能發(fā)電單元、太陽能發(fā)電單元、燃料電池發(fā)電單元、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元和直流匯流單元；發(fā)電端反饋式控制單元包括傳感器模塊、電壓互感器、電流互感器、數(shù)據(jù)采樣模塊、A／D轉(zhuǎn)換器、RAM和微處理器；并網(wǎng)端斷路控制單元包括信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)制模塊、DSP處理單元和上位機(jī)。使用本發(fā)明的裝置大大地提高了分布式新能源發(fā)電與并網(wǎng)的可靠性，有效地減小了獨(dú)立的風(fēng)能發(fā)電和獨(dú)立的太陽能發(fā)電的電壓波動(dòng)較大的不足，同時(shí)也提高了配電網(wǎng)的安全性。
【專利說明】—種分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源發(fā)電與電氣【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)的新能源發(fā)電呈現(xiàn)出快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，尤其是風(fēng)力和太陽能發(fā)電技術(shù)日趨受到重視。在我國(guó)的新能源并網(wǎng)裝機(jī)總?cè)萘恐?，風(fēng)電并網(wǎng)容量位居榜首。然而，單一的風(fēng)能或單一的太陽能在無風(fēng)和陰雨天以及惡劣的氣候條件下均無法保證電能的連續(xù)供應(yīng)，因而單一風(fēng)能發(fā)電或單一的太陽能發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性、可調(diào)度性差的特點(diǎn)。在電網(wǎng)接納能力不能自行調(diào)理的情況下，大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)會(huì)造成配電網(wǎng)中電能質(zhì)量的下降，影響用電設(shè)備以及威脅用戶的生命安全，因此為了保證配電網(wǎng)的穩(wěn)定性，需保證新能源發(fā)電的穩(wěn)定性以及接入電網(wǎng)的可靠性。目前研究的風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)，雖然能一定程度上減少風(fēng)能和太陽能發(fā)電的輸出電壓的波動(dòng)，但需要儲(chǔ)能蓄電池不斷地充放電來維持，而蓄電池的長(zhǎng)期不斷充放電將減少蓄電池使用壽命，進(jìn)而將給系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置及方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0005]一種分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置，包括:
[0006]發(fā)電單元、發(fā)電端反饋式控制單元、逆變器、線路濾波器、斷路器和并網(wǎng)端斷路控制單兀；
[0007]發(fā)電單元包括:風(fēng)能發(fā)電單元、太陽能發(fā)電單元、燃料電池發(fā)電單元、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元和直流匯流單元；風(fēng)能發(fā)電單元的輸出端、太陽能發(fā)電單元的輸出端、燃料電池發(fā)電單元的輸出端和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的輸出端均連接直流匯流單元的輸入端，直流匯流單元的輸出端連接逆變器的輸入端；
[0008]發(fā)電端反饋式控制單元包括傳感器模塊、電壓互感器、電流互感器、數(shù)據(jù)采樣模塊、A / D轉(zhuǎn)換器、RAM和微處理器；傳感器模塊的輸入端分別連接風(fēng)能發(fā)電單元的輸出端、太陽能發(fā)電單元的輸出端、燃料電池發(fā)電單元的輸出端和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的輸出端；傳感器模塊有4組，且每組傳感器模塊包括溫度傳感器、風(fēng)速傳感器、氣壓傳感器和光強(qiáng)傳感器，各傳感器模塊分別與其對(duì)應(yīng)的各發(fā)電單元置于同一環(huán)境，各傳感器的輸出端連接數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端；電壓互感器的輸入端和電流互感器的輸入端均連接直流匯流單元的輸出端，電壓互感器的輸出端及電流互感器的輸出端均連接數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端；數(shù)據(jù)采樣模塊包括多路開關(guān)、采樣保持電路和可編程增益控制放大器，多路開關(guān)的輸入端作為數(shù)據(jù)米樣模塊的輸入端分別連接各傳感器的輸出端、電壓互感器的輸出端和電流互感器的輸出端，多路開關(guān)的輸出端連接采樣保持電路的輸入端，采樣保持電路的輸出端連接可編程增益控制放大器的輸入端，可編程增益控制放大器的輸出端作為數(shù)據(jù)采樣模塊的輸出端連接A / D轉(zhuǎn)換器的輸入端；A / D轉(zhuǎn)換器的輸出端分別連接RAM的輸入端和微處理器的輸入端，微處理器的輸出端分別連接多路開關(guān)的地址選擇端、采樣保持電路的控制端、可編程增益控制放大器的控制端、A / D轉(zhuǎn)換器的控制端、RAM的控制端、燃料電池發(fā)電單元的輸入端及燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的輸入端；
[0009]逆變器的輸出端連接線路濾波器的輸入端；線路濾波器的輸出端連接斷路器的輸入端；斷路器的輸出端接入電網(wǎng)；
[0010]并網(wǎng)端斷路控制單元包括信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)制模塊、DSP處理單元和上位機(jī)；信號(hào)采集模塊的輸入端分別連接逆變器的輸出端及電網(wǎng)的輸入端，信號(hào)采集模塊的輸出端連接信號(hào)調(diào)制模塊的輸入端；信號(hào)調(diào)制模塊的輸出端連接DSP處理單元的輸入端；DSP處理単元的輸出端分別連接斷路器的控制端、逆變器的輸入端及上位機(jī)的輸入端。
[0011]風(fēng)能發(fā)電單元、太陽能發(fā)電單元、燃料電池發(fā)電單元及燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元均獨(dú)立發(fā)電，風(fēng)能發(fā)電單元及太陽能發(fā)電單元為主發(fā)電單元，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元及燃料電池發(fā)電単元為補(bǔ)償發(fā)電單元。
[0012]發(fā)電端反饋式控制單元實(shí)時(shí)檢測(cè)直流匯流單元的實(shí)際輸出電壓、實(shí)際輸出電流和實(shí)際輸出功率，根據(jù)實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差，實(shí)時(shí)調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的氣體體積流速、燃料電池發(fā)電單元的燃料電池組數(shù)和每組燃料電池?cái)?shù)，以補(bǔ)償實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差。
[0013]并網(wǎng)端斷路控制單元實(shí)時(shí)采集逆變器與并網(wǎng)點(diǎn)間的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，根據(jù)并網(wǎng)條件及并網(wǎng)穩(wěn)定性系數(shù)判斷是否并網(wǎng)并根據(jù)判斷結(jié)果控制斷路器的通斷。
[0014]信號(hào)采集模塊包括多個(gè)交流電壓互感器和多個(gè)交流電流互感器。
[0015]采用分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置來控制分布式混合新能源發(fā)電與并網(wǎng)的方法，包括如下步驟:
[0016]步驟1:發(fā)電單元開始發(fā)電，通過逆變器、線路濾波器及斷路器輸送到電網(wǎng)；
[0017]步驟2:發(fā)電端反饋式控制単元實(shí)時(shí)采集和處理發(fā)電單元的環(huán)境參數(shù)及發(fā)電單元輸出的電壓、輸出的電流和輸出的功率；
[0018]步驟2-1:傳感器模塊實(shí)時(shí)采集發(fā)電單元的環(huán)境參數(shù)，包括:光強(qiáng)、風(fēng)速、氣壓和溫度，并將采集到的環(huán)境參數(shù)傳送給數(shù)據(jù)采樣模塊；同吋，電壓互感器采集發(fā)電單元輸出的電壓信號(hào)并傳送給數(shù)據(jù)采樣模塊，電流互感器采集發(fā)電單元輸出的電流信號(hào)并傳送給數(shù)據(jù)采樣模塊；
[0019]步驟2-2:數(shù)據(jù)采樣模塊對(duì)從傳感器模塊接收的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)、電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行保持和放大處理，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換器；
[0020]步驟2-3:A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)從數(shù)據(jù)采樣模塊接收的處理后的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)、電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量發(fā)送給微處理器；
[0021]步驟3:微處理器計(jì)算發(fā)電單元的實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差，并根據(jù)實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差產(chǎn)生調(diào)整信號(hào)來調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的氣體體積流速、燃料電池發(fā)電單元的燃料電池組數(shù)和每組燃料電池?cái)?shù)，對(duì)實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差進(jìn)行補(bǔ)償；
[0022]步驟3-1:微處理器計(jì)算直流匯流單元的實(shí)際輸出電壓與額定輸出電壓的差值、實(shí)際輸出電流與額定輸出電流的差值、實(shí)際輸出功率與額定輸出功率的差值；
[0023]步驟3-2:微處理器根據(jù)實(shí)際輸出電壓與額定輸出電壓的差值、實(shí)際輸出電流與額定輸出電流的差值、實(shí)際輸出功率與額定輸出功率的差值，產(chǎn)生調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)的氣體體積流速的調(diào)整信號(hào)、燃料電池的燃料電池組數(shù)的調(diào)整信號(hào)及每組燃料電池?cái)?shù)的調(diào)整信號(hào)，并將調(diào)整信號(hào)傳送至燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元和燃料電池發(fā)電單元；
[0024]步驟3-3:燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元根據(jù)調(diào)整信號(hào)調(diào)整氣體體積流速，同時(shí)燃料電池發(fā)電單元根據(jù)調(diào)整信號(hào)調(diào)整燃料電池組數(shù)及每組燃料電池?cái)?shù)；即通過燃料電池的輸出電壓、輸出電流、輸出功率和燃?xì)廨啓C(jī)的輸出電壓、輸出電流、輸出功率對(duì)風(fēng)能和太陽能的輸出電壓、輸出電流、輸出功率進(jìn)行補(bǔ)償，從而降低實(shí)際輸出電壓與額定輸出電壓的差值、實(shí)際輸出電流與額定輸出電流的差值、實(shí)際輸出功率與額定輸出功率的差值；
[0025]步驟4:根據(jù)采集到的發(fā)電單元的多組環(huán)境參數(shù)值及額定值，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的實(shí)際輸出電壓與額定輸出電壓的差值、實(shí)際輸出電流與額定輸出電流的差值、實(shí)際輸出功率與額定輸出功率的差值，微處理器根據(jù)這些差值產(chǎn)生調(diào)整信號(hào)來調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的氣體體積流速和燃料電池發(fā)電單元的燃料電池組數(shù)及每組燃料電池?cái)?shù)對(duì)實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差進(jìn)行補(bǔ)償；
[0026]步驟4-1:根據(jù)采集到的多組光強(qiáng)、風(fēng)速、氣壓、溫度的參數(shù)值及額定電壓值、額定電流值、額定功率值，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的輸出電壓與額定電壓的差值、輸出電流與額定電流的差值及輸出功率與額定功率的差值；
[0027]步驟4-2:根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)出的下一時(shí)刻的輸出電壓與額定電壓的差值、輸出電流與額定電流的差值及輸出功率與額定功率的差值，微處理器產(chǎn)生調(diào)整信號(hào)，并將該調(diào)整信號(hào)發(fā)送給燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元和燃料電池發(fā)電單元；
[0028]步驟4-3:燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元根據(jù)調(diào)整信號(hào)調(diào)整氣體體積流速，同時(shí)燃料電池發(fā)電單元根據(jù)調(diào)整信號(hào)調(diào)整燃料電池組數(shù)及每組燃料電池?cái)?shù)，以調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的輸出電壓、輸出電流、輸出功率和燃料電池發(fā)電單兀的輸出電壓、輸出電流、輸出功率，從而降低實(shí)際輸出電壓與額定輸出電壓的差值、實(shí)際輸出電流與額定輸出電流的差值、實(shí)際輸出功率與額定輸出功率的差值，得到補(bǔ)償后的實(shí)際輸出電壓、實(shí)際輸出電流和實(shí)際輸出功率；
[0029]步驟5:補(bǔ)償后的實(shí)際輸出電壓、實(shí)際輸出電流和實(shí)際輸出功率經(jīng)逆變器輸出至線路濾波器且進(jìn)行濾波，濾波后的實(shí)際輸出電壓、實(shí)際輸出電流和實(shí)際輸出功率經(jīng)斷路器傳輸至電網(wǎng)；
[0030]步驟6:并網(wǎng)端斷路控制單元實(shí)時(shí)采集和處理逆變器輸出端的電壓信號(hào)和電流信號(hào)、并網(wǎng)點(diǎn)的電壓信號(hào)和電流信號(hào)；
[0031]步驟6-1:信號(hào)采集模塊采集逆變器輸出的3相電壓信號(hào)、逆變器輸出的3相電流信號(hào)、并網(wǎng)點(diǎn)的3相電壓信號(hào)和并網(wǎng)點(diǎn)的3相電流信號(hào)，并將這些信號(hào)傳送給信號(hào)調(diào)制模塊；
[0032]步驟6-2:信號(hào)調(diào)制模塊對(duì)從信號(hào)采集模塊接收的電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將處理后的電壓信號(hào)和電流信號(hào)傳送給DSP處理單元；
[0033]步驟7 =DSP處理單元根據(jù)從信號(hào)調(diào)制模塊接收的電壓信號(hào)和電流信號(hào)計(jì)算電壓偏差，三相不平衡度和頻率偏差；
[0034]步驟8:根據(jù)并網(wǎng)條件判斷是否可以并網(wǎng):是，DSP處理單元產(chǎn)生控制信號(hào)控制斷路器合閘進(jìn)行并網(wǎng)，并執(zhí)行步驟10，否，則執(zhí)行步驟9 ;
[0035]步驟9 =DSP處理單元產(chǎn)生PWM波，對(duì)逆變器輸出電壓及輸出頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)以滿足并網(wǎng)條件，執(zhí)行步驟6;
[0036]步驟10 =DSP處理單元將計(jì)算出的電壓偏差值、三相不平衡度值、頻率偏差值及當(dāng)前并網(wǎng)狀態(tài)傳送給上位機(jī)，由上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示電壓偏差值、三相不平衡度值、頻率偏差值和當(dāng)前并網(wǎng)狀態(tài)；
[0037]步驟11:根據(jù)逆變器輸出端至斷路器輸出端間傳輸線路的傳輸電壓、傳輸電流、傳輸功率、傳輸頻率，進(jìn)行并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估，所述并網(wǎng)穩(wěn)定性的評(píng)估方法具體如下:
[0038]步驟11-1:計(jì)算從逆變器輸出端到斷路器輸出端的傳輸線路上的傳輸電壓平均值、傳輸電流平均值、傳輸功率平均值、傳輸頻率偏差；
[0039]步驟11_2:計(jì)算電壓方差、電流方差、功率方差；
[0040]步驟11-3:計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)S(u, i, p, f):
【權(quán)利要求】
1.一種分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置，其特征在于:包括: 發(fā)電單元、發(fā)電端反饋式控制單元、逆變器、線路濾波器、斷路器和并網(wǎng)端斷路控制單元; 所述發(fā)電單元包括:風(fēng)能發(fā)電單元、太陽能發(fā)電單元、燃料電池發(fā)電單元、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元和直流匯流單元；風(fēng)能發(fā)電單元的輸出端、太陽能發(fā)電單元的輸出端、燃料電池發(fā)電單元的輸出端和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的輸出端均連接直流匯流單元的輸入端，直流匯流單元的輸出端連接逆變器的輸入端； 所述發(fā)電端反饋式控制單元包括傳感器模塊、電壓互感器、電流互感器、數(shù)據(jù)采樣模塊、A / D轉(zhuǎn)換器、RAM和微處理器；傳感器模塊的輸入端分別連接風(fēng)能發(fā)電單元的輸出端、太陽能發(fā)電單元的輸出端、燃料電池發(fā)電單元的輸出端和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的輸出端；傳感器模塊有4組，且每組傳感器模塊包括溫度傳感器、風(fēng)速傳感器、氣壓傳感器和光強(qiáng)傳感器，各傳感器模塊分別與其對(duì)應(yīng)的各發(fā)電單元置于同一環(huán)境，各傳感器的輸出端連接數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端；電壓互感器的輸入端和電流互感器的輸入端均連接直流匯流單元的輸出端，電壓互感器的輸出端及電流互感器的輸出端均連接數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端；數(shù)據(jù)采樣模塊包括多路開關(guān)、采樣保持電路和可編程增益控制放大器，多路開關(guān)的輸入端作為數(shù)據(jù)米樣模塊的輸入端分別連接各傳感器的輸出端、電壓互感器的輸出端和電流互感器的輸出端，多路開關(guān)的輸出端連接采樣保持電路的輸入端，采樣保持電路的輸出端連接可編程增益控制放大器的輸入端，可編程增益控制放大器的輸出端作為數(shù)據(jù)采樣模塊的輸出端連接A / D轉(zhuǎn)換器的輸入端；A / D轉(zhuǎn)換器的輸出端分別連接RAM的輸入端和微處理器的輸入端，微處理器的輸出端分別連接多路開關(guān)的地址選擇端、采樣保持電路的控制端、可編程增益控制放大器的控制端、A / D轉(zhuǎn)換器的控制端、RAM的控制端、燃料電池發(fā)電單元的輸入端及燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的輸入端； 所述逆變器的輸出端連接線路濾波器的輸入端；線路濾波器的輸出端連接斷路器的輸入端；斷路器的輸出端接入電網(wǎng) ； 所述并網(wǎng)端斷路控制單元包括信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)制模塊、DSP處理單元和上位機(jī)；信號(hào)采集模塊的輸入端分別連接逆變器的輸出端及電網(wǎng)的輸入端，信號(hào)采集模塊的輸出端連接信號(hào)調(diào)制模塊的輸入端；信號(hào)調(diào)制模塊的輸出端連接DSP處理單元的輸入端；DSP處理單元的輸出端分別連接斷路器的控制端、逆變器的輸入端及上位機(jī)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置，其特征在于:所述風(fēng)能發(fā)電單元、太陽能發(fā)電單元、燃料電池發(fā)電單元及燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元均獨(dú)立發(fā)電，風(fēng)能發(fā)電單元及太陽能發(fā)電單元為主發(fā)電單元，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元及燃料電池發(fā)電單元為補(bǔ)償發(fā)電單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式混合新能源發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置，其特征在于:所述發(fā)電端反饋式控制單元實(shí)時(shí)檢測(cè)直流匯流單元的實(shí)際輸出電壓、實(shí)際輸出電流和實(shí)際輸出功率，根據(jù)實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差，實(shí)時(shí)調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的氣體體積流速、燃料電池發(fā)電單元的燃料電池組數(shù)和每組燃料電池?cái)?shù)，以補(bǔ)償實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置，其特征在于:所述并網(wǎng)端斷路控制單元實(shí)時(shí)采集逆變器與并網(wǎng)點(diǎn)間的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，根據(jù)并網(wǎng)條件及并網(wǎng)穩(wěn)定性系數(shù)判斷是否并網(wǎng)并根據(jù)判斷結(jié)果控制斷路器的通斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置，其特征在于:所述信號(hào)采集模塊包括多個(gè)交流電壓互感器和多個(gè)交流電流互感器。
6.采用權(quán)利要求1所述的分布式混合新能源的發(fā)電與并網(wǎng)控制裝置來控制分布式混合新能源發(fā)電與并網(wǎng)的方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:發(fā)電單元開始發(fā)電，通過逆變器、線路濾波器及斷路器輸送到電網(wǎng)； 步驟2:發(fā)電端反饋式控制単元實(shí)時(shí)采集和處理發(fā)電單元的環(huán)境參數(shù)及發(fā)電單元輸出的電壓、輸出的電流和輸出的功率； 步驟2-1:傳感器模塊實(shí)時(shí)采集發(fā)電單元的環(huán)境參數(shù)，包括:光強(qiáng)、風(fēng)速、氣壓和溫度，并將采集到的環(huán)境參數(shù)傳送給數(shù)據(jù)采樣模塊；同吋，電壓互感器采集發(fā)電單元輸出的電壓信號(hào)并傳送給數(shù)據(jù)采樣模塊，電流互感器采集發(fā)電單元輸出的電流信號(hào)并傳送給數(shù)據(jù)采樣模塊； 步驟2-2:數(shù)據(jù)采樣模塊對(duì)從傳感器模塊接收的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)、電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行保持和放大處理，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給A / D轉(zhuǎn)換器； 步驟2-3:A / D轉(zhuǎn)換器對(duì)從數(shù)據(jù)采樣模塊接收的處理后的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)、電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行A / D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量發(fā)送給微處理器； 步驟3:微處理器計(jì)算發(fā)電單元的實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差，并根據(jù)實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差產(chǎn)生調(diào)整信號(hào)來調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的氣體體積流速、燃料電池發(fā)電單元的燃料電池組數(shù)和每組燃料電池?cái)?shù)，對(duì)實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差進(jìn)行補(bǔ)償； 步驟3-1:微處理器計(jì)算直流匯流單元的實(shí)際輸出電壓與額定輸出電壓的差值、實(shí)際輸出電流與額定輸出電流的差值、實(shí)際輸出功率與額定輸出功率的差值； 步驟3-2:微處理器根據(jù)實(shí)際輸出電壓與額定輸出電壓的差值、實(shí)際輸出電流與額定輸出電流的差值、實(shí)際輸出功率與額定輸出功率的差值，產(chǎn)生調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)的氣體體積流速的調(diào)整信號(hào)、燃料電池的燃料電池組數(shù)的調(diào)整信號(hào)及每組燃料電池?cái)?shù)的調(diào)整信號(hào)，并將調(diào)整信號(hào)傳送至燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元和燃料電池發(fā)電單元； 步驟3-3:燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元根掘調(diào)整信號(hào)調(diào)整氣體體積流速，同時(shí)燃料電池發(fā)電單元根掘調(diào)整信號(hào)調(diào)整燃料電池組數(shù)及每組燃料電池?cái)?shù)；即通過燃料電池的輸出電壓、輸出電流、輸出功率和燃?xì)廨啓C(jī)的輸出電壓、輸出電流、輸出功率對(duì)風(fēng)能和太陽能的輸出電壓、輸出電流、輸出功率進(jìn)行補(bǔ)償，從而降低實(shí)際輸出電壓與額定輸出電壓的差值、實(shí)際輸出電流與額定輸出電流的差值、實(shí)際輸出功率與額定輸出功率的差值； 步驟4:根掘采集到的發(fā)電單元的多組環(huán)境參數(shù)值及額定值，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的實(shí)際輸出電壓與額定輸出電壓的差值、實(shí)際輸出電流與額定輸出電流的差值、實(shí)際輸出功率與額定輸出功率的差值，微處理器根掘這些差值產(chǎn)生調(diào)整信號(hào)來調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的氣體體積流速和燃料電池發(fā)電單元的燃料電池組數(shù)及每組燃料電池?cái)?shù)對(duì)實(shí)際輸出電壓與額定電壓之差、實(shí)際輸出電流與額定電流之差和實(shí)際輸出功率與額定功率之差進(jìn)行補(bǔ)償； 步驟4-1:根據(jù)采集到的多組光強(qiáng)、風(fēng)速、氣壓、溫度的參數(shù)值及額定電壓值、額定電流值、額定功率值，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的輸出電壓與額定電壓的差值、輸出電流與額定電流的差值及輸出功率與額定功率的差值； 步驟4-2:根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)出的下ー時(shí)刻的輸出電壓與額定電壓的差值、輸出電流與額定電流的差值及輸出功率與額定功率的差值，微處理器產(chǎn)生調(diào)整信號(hào)，并將該調(diào)整信號(hào)發(fā)送給燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元和燃料電池發(fā)電單元； 步驟4-3:燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元根據(jù)調(diào)整信號(hào)調(diào)整氣體體積流速，同時(shí)燃料電池發(fā)電單元根掘調(diào)整信號(hào)調(diào)整燃料電池組數(shù)及每組燃料電池?cái)?shù)，以調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電單元的輸出電壓、輸出電流、輸出功率和燃料電池發(fā)電單元的輸出電壓、輸出電流、輸出功率，從而降低實(shí)際輸出電壓與額定輸出電壓的差值、實(shí)際輸出電流與額定輸出電流的差值、實(shí)際輸出功率與額定輸出功率的差值，得到補(bǔ)償后的實(shí)際輸出電壓、實(shí)際輸出電流和實(shí)際輸出功率； 步驟5:補(bǔ)償后的實(shí)際輸出電壓、實(shí)際輸出電流和實(shí)際輸出功率經(jīng)逆變器輸出至線路濾波器且進(jìn)行濾波，濾波后的實(shí)際輸出電壓、實(shí)際輸出電流和實(shí)際輸出功率經(jīng)斷路器傳輸至電網(wǎng)； 步驟6:并網(wǎng)端斷路控制單元實(shí)時(shí)采集和處理逆變器輸出端的電壓信號(hào)和電流信號(hào)、并網(wǎng)點(diǎn)的電壓信號(hào)和電流信號(hào)； 步驟6-1:信號(hào)采集模塊采集逆變器輸出的3相電壓信號(hào)、逆變器輸出的3相電流信號(hào)、并網(wǎng)點(diǎn)的3相電壓信號(hào)和并網(wǎng)點(diǎn)的3相電流信號(hào)，并將這些信號(hào)傳送給信號(hào)調(diào)制模塊；步驟6-2:信號(hào)調(diào)制模塊對(duì)從信號(hào)采集模塊接收的電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將處理后的電壓信號(hào)和電流信號(hào)傳送給DSP處理單元； 步驟7 =DSP處理單元根據(jù).從信號(hào)調(diào)制模塊接收的電壓信號(hào)和電流信號(hào)計(jì)算電壓偏差，三相不平衡度和頻率偏差； 步驟8:根據(jù)并網(wǎng)條件判斷是否可以并網(wǎng):是，DSP處理單元產(chǎn)生控制信號(hào)控制斷路器合閘進(jìn)行并網(wǎng)，并執(zhí)行步驟10，否，則執(zhí)行步驟9 ; 步驟9 =DSP處理單元產(chǎn)生PWM波，對(duì)逆變器輸出電壓及輸出頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)以滿足并網(wǎng)條件，執(zhí)行步驟6; 步驟10 =DSP處理單元將計(jì)算出的電壓偏差值、三相不平衡度值、頻率偏差值及當(dāng)前并網(wǎng)狀態(tài)傳送給上位機(jī)，由上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示電壓偏差值、三相不平衡度值、頻率偏差值和當(dāng)前并網(wǎng)狀態(tài)； 步驟11:根掘逆變器輸出端至斷路器輸出端間傳輸線路的傳輸電壓、傳輸電流、傳輸功率、傳輸頻率，進(jìn)行并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)估，所述并網(wǎng)穩(wěn)定性的評(píng)估方法具體如下: 步驟11-1:計(jì)算從逆變器輸出端到斷路器輸出端的傳輸線路上的傳輸電壓平均值、傳輸電流平均值、傳輸功率平均值、傳輸頻率偏差； 步驟11-2:計(jì)算電壓方差、電流方差、功率方差； 步驟11-3:計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)S(u, i, p, f,):
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK103427441SQ201310399030
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】孫秋野, 張化光, 洪歡, 郭思源, 程啟富, 馬大中, 黃博南, 羅艷紅, 滕菲 申請(qǐng)人:東北大學(xué)