[发明专利]一种电流预测控制的自适应变步长最大功率跟踪方法

说明书

本发明公开了一种电流预测控制的自适应变步长最大功率跟踪方法，包括光伏发电系统、最大功率跟踪控制、变步长自适应算法、电流预测控制四部分。本发明提出的方法解决了定步长MPPT方法稳态精度、动态特性和扰动步长之间固有矛盾。电流预测控制和传统PI相比，提高了系统的动态性能。变步长自适应和电流预测控制相结合的MPPT方法，使系统具有很好的静、动态性能。基于电流预测控制的变步长自适应的最大功率跟踪方法给合扰动观察法和电流预测控制的优点，在单相(三相)光伏发电系统具有较好应用前景。

技术领域

本发明涉及一种电流预测控制，尤其涉及一种电流预测控制的自适应变步长最大功率跟踪方法。

背景技术

随着世界环境的恶化和常规能源的枯竭，太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，受到国内外的广泛关注。在能够利用的可再生能源中，太阳能被认为是最具有潜力的绿色能源。据国际能源机构(international energy agency，IEA)估计，到2050年，光伏发电将提供11％的电力能源，使每年减少相当于23亿吨CO2的排放量。

光伏阵列输出的功率与输出电压是非线性关系，受气象条件的影响(如辐照和温度等)。为提高光伏发电系统的效率，最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)是光伏发电系统不可缺少的一部分。最常用最大功率跟踪方法是扰动观察法(perturbation and observation，P&O)，其算法简单，易于模块化实现，被测参数少，对传感器精度要求不高。对于定步长的扰动观察法，过大的扰动步长导致稳态功率振荡比较大；而过小的扰动步长一旦外部条件变化较快时，无法快速跟踪。因此，对于定步长的扰动观察法，系统的稳态精度与扰动步长是一对矛盾体，扰动步长的选择与系统的要求有关。

发明内容

为了克服定步长控制方法中存在的难题，本发明提出一种电流预测控制的自适应变步长最大功率跟踪方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

电流预测控制的自适应变步长最大功率跟踪方法，包括光伏发电系统、最大功率跟踪控制、变步长自适应算法、电流预测控制四部分。

所述光伏发电系统包括光伏阵列、升压型变换器、MPPT控制器和负载四个部分。

所述最大功率跟踪控制包括变步长自适应MPPT控制和电流预测控制两个部分。

所述变步长自适应算法包括功率计算、PI控制和变步长算法三个部分，能够提高MPPT的动态跟踪性能。

所述电流预测控制在变步长自适应算法的基础上，使光伏阵列输出电流的下一周期达到给定电流，实现无差拍跟踪。

本发明的有益效果是：本发明提出的方法解决了定步长MPPT方法稳态精度、动态特性和扰动步长之间固有矛盾。电流预测控制和传统PI相比，提高了系统的动态性能。变步长自适应和电流预测控制相结合的MPPT方法，使系统具有很好的静、动态性能。基于电流预测控制的变步长自适应的最大功率跟踪方法给合扰动观察法和电流预测控制的优点，在单相(三相)光伏发电系统具有较好应用前景。

附图说明

图1电池等效电路。

图2光伏发电系统。

图3变步长自适应算法。

图4变步长自适应控制流程图。

图5系统控制策略结构。

图6二极管钳位型三相三电平并网逆变器。

具体实施方案