[发明专利]一种基于参数辨识的光伏组件MPPT方法

说明书

本发明公开了一种基于参数辨识的光伏组件MPPT算法，包括如下步骤，实时获取当前环境工况，以及对应的光伏组件I‑V输出特性曲线；根据当前I‑V输出特性曲线采样点，利用IAFSA对光伏组件内部等效参数进行参数辨识；通过Newton迭代法对光伏组件输出功率进行显式化求解，获取当前工况下最大输出功率；采用自适应PI控制算法实现光伏组件MPPT；若输出功率的变化值超过预设值时，重启上述Newton迭代求解过程，以实现新一轮MPP寻优过程，本发明有效解决了传统常用的光伏组件MPPT算法存在动态响应慢、稳态精度差的问题。

技术领域

本发明涉及光伏组件MPPT算法技术领域，具体涉及一种基于参数辨识的光伏组件MPPT方法。

背景技术

随着传统能源的紧缺及环境污染问题日益严峻，世界各国纷纷努力采用清洁、无污染的可再生能源替代传统化石能源，希望达到保护环境和生态的目的。太阳能无疑是符合可持续发展战略的理想能源，它具有清洁性、可再生性、安全性以及使用灵活性等优点。因此，光伏发电有巨大的经济效益和广阔的发展前景，是各国着力发展的可再生能源发电技术之一。

在光伏发电应用过程中，首要问题是提高光伏组件的发电效率，即如何使光伏发电系统在任意工况下都输出最大功率，因此迫切需要实现光伏组件的MPPT问题。

常用的光伏组件MPPT算法主要包括：恒定电压法、扰动观测法、电导增量法以及开路电压/短路电流系数法等。上述方法均基于采样数据的直接控制，因而目标明确、简单易实现，已得到广泛应用；然而上述方法不可避免存在动态响应慢、稳态精度差的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于参数辨识的光伏组件MPPT方法，本发明有效解决了传统常用的光伏组件MPPT方法存在动态响应慢、稳态精度差的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于参数辨识的光伏组件MPPT方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1：实时获取当前环境工况，以及对应的光伏组件I-V输出特性曲线；

步骤2：根据当前I-V输出特性曲线采样点，利用IAFSA对光伏组件内部等效参数进行参数辨识；

步骤3：通过Newton迭代法对光伏组件输出功率进行显式化求解，获取当前工况下最大输出功率；

步骤4：采用自适应PI控制算法实现光伏组件MPPT；

步骤5：若输出功率的变化值超过预设值时，重启上述Newton迭代求解过程，以实现新一轮MPP寻优过程。

本发明进一步技术改进方案是：

所述的步骤1中相关数据的获取过程如下：通过太阳总辐射表TBQ-2和温度传感器PT100对当前光照强度S和环境温度T分别进行测量，可编程直流电子负载用于实现对光伏组件I-V输出特性曲线进行N点扫描，根据参数辨识精度要求选取N值。

本发明进一步技术改进方案是：

所述的步骤2中光伏组件内部等效参数的辨识过程如下：光伏组件参数辨识可归纳为一个优化问题，其基本思想是通过最小化目标函数以求取参数最优值，本过程选取的目标函数为均方根误差(RMSE)为：

式中，θ＝(R_s、R_sh、I_ph、I_SD、n)为待辨识参数，f_i(V,I,θ)是第i组实测值和仿真模型输出的差值；

针对上述式(1)，采用IAFSA的具体实施步骤如下：