[发明专利]一种基于MATLAB仿真的光伏发电系统最大功率点追踪的方法

说明书

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种基于MATLAB仿真改进的光伏发电系统最大功率点追踪的方法，所述的方法是通过在仿真平台上面根据光伏发电系统理论模型，进行建模仿真，并对算法进行改进，达到对光伏发电系统的最大功率点追踪，本发明对现有的扰动观察法进行了改进，对其定步长进行了改进，采用大步长和小步长相结合的办法，在离最大功率点较远的地方采用大步长，接近最大功率点的地方采用小步长，改进的扰动观察法，对光伏发电系统的最大功率点追踪速度和精度都有所提高，能提高光伏发电系统的转化效率，提高系统稳定性。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别的为一种基于MATLAB仿真改进的光伏发电系统最大功率点追踪的方法。

背景技术

在太阳能光伏发电系统中，光伏阵列将太阳能转化为直流电能，再由电力电子变换器将直流电能变换为负载需要的各种形式的电能，由于光伏阵列输出的电流-电压(I-V)和功率-电压(P-V)呈非线性、具有最大功率点，而且其最大功率点随着光照和环境温度等因素变化，为了提高系统的能量转化效率，保证系统总是运行在光伏阵列的最大功率点。常用的光伏阵列的最大功率跟踪算法包括固定电压或电流跟踪法、扰动观察法、电导增量法等，其中扰动观察法由于算法简洁、容易实现、与光伏阵列的电气特性参数无关和跟踪效率高的特点，得到了广泛的应用。但这个算法有一个弊处，就是当采用定步长的扰动观察法时，步长越短，光伏系统在最大功率点附近的振荡的幅度越窄，能量损失越小，但达到最大功率点需要扰动的次数就越多，所用的跟踪时间也越长，反之当步长较长时跟踪速度快，但在最大功率点附近振荡幅度越大，能量损失严重，因此，光伏系统最大功率点跟踪的速度和稳态精度难以同时保证。

综上所述，研发一种基于MATLAB仿真改进的光伏发电系统最大功率点追踪的方法，仍是电力电子技术领域中急需解决的关键问题。

发明内容

本发明提供的了一种基于MATLAB仿真改进的光伏发电系统最大功率点追踪的方法，本发明通过在仿真平台上面根据光伏发电系统理论模型，进行建模仿真，并对算法进行改进，达到对光伏发电系统的最大功率点追踪，改进的扰动观察法，对光伏发电系统的最大功率点追踪速度和精度都有所提高，能提高光伏发电系统的转化效率，提高系统稳定性。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于MATLAB仿真改进的光伏发电系统最大功率点追踪的方法，所述的方法是通过在仿真平台上面根据光伏发电系统理论模型，进行建模仿真，并对算法进行改进，达到对光伏发电系统的最大功率点追踪。

本发明进一步设置为：所述的光伏发电系统理论模型I-V特性曲线方程为：式中，I_L为光电流，I_0为反向饱和电流，q为电子负荷，K为玻尔兹曼常数，T为绝对温度，A为二极管因子，R_S为串联电阻，R_sh为并联电阻。

本发明进一步设置为：在进行建模仿真时，采集光伏发电系统输出功率以及大气环境中的光照强度和温度，分析与光伏发电系统输出功率的关系，然后再以现有的光伏发电系统潮流算法建模，仿真模拟在不同大气环境条件下光伏发电系统输出功率的变化情况。

本发明进一步设置为：所述的光伏发电系统潮流算法建模包括电导增量法、定电压跟踪法和扰动观察法。

本发明进一步设置为：对算法进行改进是对比现有的各光伏发电系统潮流算法建模方法的利弊，选取扰动观察法，对扰动观察法进行改进。

本发明进一步设置为：对扰动观察法进行改进是在现有的扰动观察法的基础上，在离最大功率点远的地方采用大步长扰动。

本发明进一步设置为：对扰动观察法进行改进是在现有的扰动观察法的基础上，还在接近最大功率点的时候采用小步长扰动。

本发明进一步设置为：对扰动观察法进行改进是在现有的扰动观察法的基础上，还设置门限值，去除系统在最大功率点附近的往复震荡。