[发明专利]一种基于无稳态振荡极值搜索的光伏峰值功率跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于无稳态振荡极值搜索的光伏峰值功率跟踪方法，通过对局部阴影下光伏最大功率进行跟踪，建立光伏阵电池串并联成光伏阵列模型，然后改变光伏子模块中的光照强度来模拟实际光伏阵列模型产生局部阴影的情况；给定初始输入电压值v₀，采用无稳态振荡法按照预设时间进行极值搜索，通过判断两个相近时间点功率的差值来确定是否达到局部功率极值，如若没有，则延长搜索时间继续搜索该初始电压下的局部功率极值，当判断达到当前局部极值后更新初始电压值进行下一个局部功率点的搜索，直到监督达到结束条件停止搜索，实现局部阴影下的光伏峰值功率跟踪。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于无稳态振荡极值搜索的光伏峰值功率跟踪方法。

背景技术

光伏系统最大功率MPPT控制算法可追踪光伏电池的最大功率点，使其发电效率更高，但是光伏电池会由于环境温度、光照强度等其他原因其输出功率会受到影响。在光照强度照射不均匀时会使输出功率呈现多个峰值的情况，这是MPPT算法无法解决的，希望有一种能够快速稳定搜索到多峰极值的方法来解决该问题，较于其他已有的跟踪方法，当本系统需要在线实时应用其输出极值时，扰动极值搜索算法自身故有的稳态振荡会起到不利影响。

如果能够更稳定的输出最大功率值会使光伏电池的利用率更高所以希望能够有更好的方法去保障搜索极值的速度同时提高输出的稳定性，因此需要提出新的搜索算法。较于一般的极值搜索算法改变比例环节k的大小来确保搜索范围及速度但是k越大搜索速度虽然越快但输出会因此而更加不稳定，对于大部分系统这种振动是不愿意接受的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于无稳态振荡极值搜索的光伏峰值功率跟踪方法，通过不断改变光伏阵列模型电压的初始点遍历极值点的搜索，以准确实现局部阴影下的光伏峰值功率跟踪，从而提高搜索效率。

为实现上述发明目的，本发明提出一种基于无稳态振荡极值搜索的光伏峰值功率跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、建立光伏模型

建立光伏电池串并联组成的光伏阵列模型，通过设定光伏阵列相关子模块中的光照值，模拟实际光伏阵列中的局部阴影情况，将电压作为光伏阵列模型的输入，功率作为光伏阵列模型的输出；

(2)、设置无稳态振荡法极值搜索的初始电压v₀，设置极值搜索迭代次数i，i＝1,2,3…；

(3)、以初始电压v₀作为光伏阵列模型输入，采用无稳态振荡法极值搜索算法进行时长为t+m的极值搜索，记录第i次极值搜索时，时刻t的光伏阵列模型的功率P_tⁱ和时刻t+m的功率t和m都是根据实际情况设置的时间参数；

(4)、判断是否μ表示预设阈值，μ＞0，如果满足条件，则记录为第i次极值搜索时的峰值功率，并且记录其对应的峰值电压v_i，进入步骤(7)，否则进入步骤(5)；

(5)、延长无稳态振荡法极值搜索算法的搜索时间，延长的搜索时间为λ+m，λ表示延长时间参数，记录本次延长搜索时间中时刻λ的功率和时刻λ+m的功率

(6)、判断是否如果满足条件，则记录为第i次极值搜索时的峰值功率，并且记录其对应的峰值电压v_i，再进入步骤(7)，否则，返回步骤(5)；

(7)、统计前i次极值搜索的峰值功率以及对应的峰值电压，选出最大的峰值功率以及对应的峰值电压，再判断选出的峰值电压v_i是否超出设置的初始电压v₀，如果超出，则极值搜索结束；否则，令初始电压v₀＝v_i+Kh，K为常数，h为更新搜索步长，再返回步骤(3)。

本发明的发明目的是这样实现的：