[发明专利]适用于工程应用的MPPT算法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏逆变器最大功率跟踪控制领域，具体说是一种适用于工程应用的MPPT算法。

背景技术

近年来，随着光伏行业的迅速发展、光伏市场装机容量的大幅度增加，人们对光伏发电系统的各项性能指标提出了更高要求。其中提高光伏发电系统的输出效率，一直是大家追求的目标。光伏逆变器的最大功率跟踪(MPPT)效率，是影响光伏发电系统输出效率的重要因素。目前，国内外已提出了多种MPPT控制策略。如常用的恒定电压法、扰动增量法、导纳增量法和基于梯度变步长的导纳增量法等。在光照相对稳定的情况下，上述方法可以呈现较好的跟踪性能。由于光伏系统应用环境的多变，如过云、邻近物遮挡，造成光照快速变化时，需要光伏逆变器有快速，准确的跟踪性能，而上述方法在这种动态光照环境下，容易出现误扰动。因此，光伏逆变器的动态MPPT的跟踪性能也成为评价光伏发电系统的重要指标。如2010年4月公布的EN 50530就是为测定动态MPPT性能，设计的一组模拟光照变化的曲线。

文献[1]提出一种dP-P&O方法，在一定条件下，通过将MPPT 控制引起的功率变化与光照变化引起的功率变化区分开，以判断正确的跟踪方向，克服了传统MPPT控制策略的不足。在此原理的基础上，文献[2]加入了对功率变化的滞环控制，避免光伏逆变器的工作点在 MPPT点附近摆动。文献[3]通过仿真与实验，验证了该方法良好的控制性能。在实际工程应用中，由于光伏逆变器受光照强度、温度等因素的变化以及采样精度、控制准确度的限制，MPPT的跟踪的准确性能会大打折扣。

目前现有技术中最基本的MPPT控制方法是扰动增量法，利用本次功率输出与上次输出功率比较，若差值大于零，保持原扰动方向；若差值小于零，则改变扰动方向。此种方法在动态光照环境下，容易引起误扰动。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于工程应用的MPPT算法，解决在复杂的光伏系统应用环境中，误扰动会使得PV曲线上出现多个极大值点，从而降低MPPT的准确性的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种适用于工程应用的MPPT算法，包括以下步骤：

1)根据实际逆变器系统，将光伏阵列输出电压范围[U_down，U_up] 分为三个区间范围：[U_down，U₁]、[U₁，U₂]和[U₂，U_up]，光伏阵列输出电压指令值为U_ref(k)，扰动步长设为detUx，光伏阵列输出电压指令值的扰动方向设为A，A＝1；

2)首次进入MPPT，计时时间T_S从0开始计时，当T_S在[0，T₁] 时间范围内，光伏阵列输出电压在[U₂，U_up]电压范围内，实时检测当前光伏阵列输出电流I₁(k)和光伏阵列输出电压U₁(k)，然后计算输出功率P₁(k)、连续两次MPPT功率差值detP₁(k)和detP₁(k-1)；之后计算detP₁(k-1)与detP₁(k)的差值，若计算结果大于0，则A＝1*A， U_ref(k)＝U_ref(k-1)+A*detUx，U_ref(k)保持原扰动方向；若计算结果小于 0，则A＝-1*A，U_ref(k)＝U_ref(k-1)+A*detUx，U_ref(k)改变扰动方向；追踪到的最大功率为P_max1；