[发明专利]一种光伏发电系统的最大功率点跟踪方法

说明书

本发明公开了一种光伏发电系统的最大功率点跟踪方法，该方法分启动阶段和运行阶段，启动阶段以固定电流法快速到达最大功率点附近，之后以变步长扰动观察法锁定当前环境下最大功率点处的参考电压，之后进入运行阶段；运行阶段以参考电压点左右12%对P‑U曲线分区，保证电压工作点一直处于参考电压左右12%的区域；同时判断环境是否发生较大变化，若环境发生较大变化，则对dP进行修正，进而调整步长。本发明实现了自适应步长的跟踪方法。本发明可最大程度上减少能量损失的同时也不需要额外采集短路电流或开路电压，并且算法可移植性强，能够自适应于不同的光伏组件，保证了良好的动稳态性能。

技术领域

本发明涉及光伏发电系统技术领域，特别涉及一种光伏发电系统的最大功率点跟踪方法。

背景技术

电力系统排放的二氧化碳在二氧化碳总排放中占据很大的比例，电力能源结构转换迫在眉睫，清洁能源诸如太阳能得到越来越多的开发利用。

太阳能电池板阵列是通过光电效应或光化学直接把光能转换成电能的装置，其输出功率会受到光照和温度等外界环境的影响，为了提高发电效率，维持输出功率工作在最大功率处，不少学者提出了最大功率点跟踪(MPPT)算法。其中扰动观察法和电导增量法因其逻辑简单、容易实现的特点被广泛使用，但其存在追踪速度跟追踪精度的矛盾。若选取大步长，在最大功率点处会有很大的震荡，造成很大的能量损失；若选取小步长，跟踪速度又严重下降，并且在环境发生较大变化时会发生误判现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏发电系统的最大功率点跟踪方法，在保持扰动观察法逻辑简单、容易实现的特点的同时，引入固定电压、固定电流法，实现一种能够适应环境变化的变步长跟踪方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种光伏发电系统的最大功率点跟踪方法，包括：

基于最大功率点处参考电压Vref值判断光伏阵列是处于启动阶段还是运行阶段；

如果处于启动阶段则采用固定电流法启动，使当前工作点快速到达最大功率点；再以变步长扰动观察法跟踪当前环境下最大功率点处参考电压；

如果处于运行阶段则对当前电压进行分区判断，如果当前电压满足0.88Vref≤U(t)≤1.12Vref则以变步长扰动观察法跟踪当前环境下最大功率点处参考电压；否则对光伏阵列输出电压进行调整，重新判断光伏阵列是处于启动阶段还是运行阶段；其中，U(t)为当前采样的第t个周期光伏阵列电压。

进一步的，所述基于最大功率点处参考电压Vref值判断光伏阵列是处于启动阶段还是运行阶段，包括：

如果V_ref＝0，则光伏阵列处于启动阶段；否则，光伏阵列处于运行阶段。

进一步的，如果处于启动阶段，则：

判断I(t)≤I_ref是否成立，若成立，则令Vrefold＝U(t)，进入变步长扰动观察法跟踪阶段；若不成立，则在输出电流的基础上加上一个向I_ref方向的扰动电流，令I(t+1)＝I_ref，t＝t+1，再次判断I(t)≤I_ref是否成立；

其中，I(t)为当前采样的第t个周期光伏阵列电流，I_ref为光伏阵列参考电流；

I_ref取值如下：

I_ref＝0.92I_SC，

其中，U(_t-1)、I(_t-1)分别为采样的第_t-1个周期光伏阵列电压和电流。