[发明专利]一种风光互补发电系统最大功率分时跟踪方法

说明书

一种风光互补发电系统最大功率分时跟踪方法，用一个DC/DC直流变换电路实现系统最大功率的分时跟踪。主要是以BP神经网络对风速和光照强度的预测值为依据，当预测到光照强度将要发生较大变化时，系统开始跟踪光伏发电系统。同理，若风速将要发生较大变化时，系统切换跟踪目标。整个运行过程中为避免切换频率过高，影响系统稳定性，依据风速和光照强度的预测值与仿真模型确定切换跟踪目标时的最小判定值，防止误动。结构简单，既可以实现最大功率的分时跟踪功能又能降低成本。使系统输出稳定，实现资源优化配置。

技术领域

本发明涉及一种风光互补发电系统最大功率分时跟踪方法，特别是实现用一个DC/DC直流变换电路分时跟踪风光互补发电系统的最大功率的方法。

背景技术

近年来，随着工业的快速发展，人类对于能源的需求量不断增加。而化石和矿物能源的过度开采与利用势必会造成能源枯竭、破坏生态环境。加速清洁能源的普及与推广，已成为世界各国实行可持续发展道路的必然选择。太阳能和风能在时间上的互补性使得风光互补发电系统在资源分布上具有很好的匹配性。

在初始阶段，风光互补发电系统只是简单的将风力发电系统和光伏发电系统进行了组合。在此结构中风力发电系统经过AC/DC整流电路与DC/DC直流变换电路后连接到直流母线上，光伏发电系统经DC/DC直流变换电路升压后并联到直流母线上。但是其成本较高。随着电力电子技术、智能控制的高速发展以及诸多学者对风光互补发电技术的深入研究，很多先进的最大功率跟踪方法已日臻完善。

太阳能、风能易受到天气变化、光照强度变化等因素的影响，具有波动性、间歇性等特点。当自然条件变化时，系统的输出功率也会随之变化。在使用一个DC/DC直流变换电路的风光互补发电系统中，适宜的最大功率跟踪方法至关重要，既可以降低成本又能实现最大功率跟踪(MPPT)功能。保证系统稳定输出，达到资源最优化配置。

发明内容

本发明的目的是用一个DC/DC直流变换电路分时跟踪风力发电系统和光伏发电系统的最大功率。

本发明是一种风光互补发电系统最大功率分时跟踪方法，风力发电系统与光伏发电系统共用一个DC/DC直流变换电路，其步骤为：

步骤1：在风光互补发电系统正常运行的情况下，采集风力发电系统的输出电流i_w、光伏发电系统的输出电流i_s、风力发电系统与光伏发电系统并联后的输出电压E、风光互补发电系统中DC/DC直流变换电路的输出电压U₀；检测风机的转速ω；根据采集到的风力发电系统的输出电压和输出电流计算风力发电系统的输出功率变化量ΔP_w＝P_k-P_k-1，其中P_k、P_k-1表示风力发电系统第k秒和第k-1秒时的输出功率；根据采集到的光伏发电系统的输出电压和输出电流计算光伏发电系统的输出功率变化量ΔP_s＝P_k-P_k-1，其中P_k、P_k-1表示光伏发电系统第k秒和第k-1秒时的输出功率；计算风机的转速变化量Δω＝ω_k-ω_k-1，其中ω_k、ω_k-1表示第k秒和第k-1秒时的风机转；计算风光互补发电系统中DC/DC直流变换电路的输出电压变化量ΔU₀＝U_k-U_k-1，其中U_k、U_k-1表示第k秒和第k-1秒时风光互补发电系统中DC/DC直流变换电路的输出电压；

步骤2：由风力发电系统MPPT控制方法得到风光互补发电系统中DC/DC直流变换电路的电压占空比D_w[k]；同理，由光伏发电系统MPPT控制方法得到风光互补发电系统中DC/DC直流变换电路的电压占空比D_s[k]；