[发明专利]一种光伏发电系统最大功率点跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电领域,特别是一种光伏发电系统最大功率点跟踪方法。

背景技术

根据光伏阵列的输出功率与光照强度、温度等因数有关，在不同的外界条件下，光伏阵列可运行在不同且唯一的最大功率点上。

定步长扰动观察法是目前较为常用的MPPT算法。在定步长扰动观察法的应用中，电压扰动步长ΔU对系统性能有较大影响。电压扰动步长ΔU过大，系统响应速度快，但最大功率点附近进入稳态时，由于振荡导致损耗也大；ΔU过小，系统响应速度慢，跟踪精度高，但扰动初期长时间滞留在低功率段，造成功率损失。

另外，定步长扰动观察法在环境因素变化较快、较大的情况下，由于环境引起功率变化容易导致MPPT方向误扰动，而损失功率。

现有技术中采用变步长进行MPPT跟踪，在外接环境变化较大的情况下，MPPT的扰动步长变化会较为剧烈，容易发生误扰动，跟踪精度较低，容易导致误跟踪，造成MPPT效率不高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种光伏发电系统最大功率点跟踪方法，可进行自适应变步长，能够快速、精确、稳定的跟踪最大功率点，克服定步长扰动观察法在步长选取不合适造成的功率损失。

本发明采用以下方案实现：一种光伏发电系统最大功率点跟踪方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：分别在当前MPPT扰动周期的第0时刻、第x时刻以及第y时刻分别采集光伏组件的输出电压u₀(k)、u_x(k)、u_y(k)、输出电流i₀(k)、i_x(k)、i_y(k)；

步骤S2：分别获取所述第0时刻、第x时刻以及第y时刻所述光伏组件的输出功率P₀(k)、P_x(k)、P_y(k)，并剔除环境因素的影响，获取当前MPPT扰动周期由扰动电压ΔU(k)产生的扰动功率dP_P&O(k)，其中其中0＜x＜y≤T_MPPT，T_MPPT为MPPT扰动周期；

步骤S3：根据当前MPPT扰动周期的扰动电压ΔU(k)、由当前MPPT扰动周期的扰动电压ΔU(k)产生的扰动功率dP_P&O(k)以及上一MPPT扰动周期的功率变化率Ratio(k-1)，获取下一MPPT扰动周期的扰动电压步长系数K_ΔU(k+1)，其中

步骤S4：根据下一MPPT扰动周期的扰动电压步长系数K_ΔU(k+1)获取下一MPPT扰动周期的扰动电压ΔU(k+1)，其中ΔU(k+1)＝K_ΔU(k+1)×Ustep，Ustep为光伏阵列设定的扰动电压步长常数；

步骤S5：根据当前MPPT扰动电压ΔU(k)产生的扰动功率dP_P&O(k)、当前MPPT扰动周期的给定电压U_cmd(k)以及下一MPPT扰动周期的扰动电压ΔU(k+1)，获取下一MPPT扰动周期的给定电压U_cmd(k+1)，

其中U_cmd(k+1)＝U_cmd(k)+dir(k+1)×ΔU(k+1)；

若dP_P&O(k)＜0，则dir(k+1)取值为dir(k+1)＝-1×dir(k)，否则dir(k+1)＝dir(k)，其中dir(k)的初始值为dir(0)＝-1。

进一步地，所述步骤S2获取当前MPPT扰动周期由扰动电压ΔU(k)产生的扰动功率dP_P&O(k)时，具体包括括以下步骤：

步骤S21：在当前MPPT扰动周期分别在第0时刻、第x时刻以及第y时刻获取光伏组件的输出功率P₀(k)、P_x(k)、P_y(k)，

其中P₀(k)＝u₀(k)×i₀(k)，P_x(k)＝u_x(k)×i_x(k)，P_y(k)＝u_y(k)×i_y(k)；