[发明专利]基于功率闭环扫描的光伏阵列多峰值最大功率点跟踪方法

摘要

本发明公开了一种基于功率闭环扫描的光伏阵列多峰值最大功率点跟踪(MPPT—Maximum Power Point Tracking)方法。它由三个阶段构成，第一阶段是基于功率闭环控制实现多峰值曲线的全局扫描，完成最大功率点的定位；第二阶段是基于粒子群优化算法实现的三点协同变步长扰动观测过程，实现最大功率点附近的局部搜索；第三阶段是定电压稳态跟踪过程，同时根据环境变化信息的判断，激活第一或第二阶段的过程。本发明在单峰或多峰情形下都能够实现光伏阵列的最大功率点跟踪，不存在扰动观测法、电导增量法的误判和振荡问题；同时可以克服现有方法存在的逐动态跟踪功能损失较多、动态过程较慢的问题。本发明可以有效地找到全局最大功率点，实现最大功率点的快速、稳定、精确跟踪。

主权项

一种基于功率闭环扫描的光伏阵列多峰值最大功率点跟踪方法，包括在线检测光伏阵列的输出电压、输出电流，其特征在于完成步骤如下：步骤1，先通过在线检测光伏阵列的输出电压、输出电流，以获得光伏阵列输出的实时输出功率，再利用功率闭环控制使实时输出功率跟踪参考功率，从而获得最大功率点跟踪电路的控制信号；步骤2，判断光伏阵列输出电压是否小于光伏逆变器最低工作电压小于时转入步骤3，否则重复步骤1和步骤2；步骤3，先基于步骤1和步骤2中获得的光伏阵列最大输出功率及其对应的输出电压值，设定三个初始工作点，再利用电压闭环控制，使光伏阵列依次工作到三个工作点上，同时利用在线检测的光伏阵列输出电压、输出电流，获得每个工作点的输出功率，在最大功率点跟踪周期结束时，更新全局最大功率点信息和每个工作点经历的最大功率点信息，当三个工作点轮流工作一遍后，利用获得的三个工作点的信息共同确定下一轮三个工作点的工作电压；步骤4，根据三个工作点的电压值判断三个工作点是否足够接近若以下几个条件：P_m≠0、U_m‑U_m1＜U_step/10、U_m‑U_m2＜U_step/10、U_m‑U_m3＜U_step/10同时满足，其中的P_m为已知最大功率点的功率、U_m为已知最大功率点的电压、U_m1、U_m2、U_m3分别为三个工作点各自经历的最大功率点处的电压值、U_step为初始扰动步长，则为足够接近而转入步骤5，否则重复上述步骤3和步骤4；步骤5，先利用电压闭环控制，使光伏阵列的输出电压稳定在步骤3、步骤4确定的最大功率点上，再利用实时检测的光伏阵列输出电压和输出电流，计算实时输出功率，之后，通过比较实时输出功率与步骤3、步骤4获得的最大输出功率，计算相对功率变化量以及累计相对功率变化量；步骤6，基于相对功率变化量，判断环境是否发生了剧烈变化若是，则重启步骤1；步骤7，基于累计相对功率变化量，判断环境是否发生了缓慢变化若是，则重启步骤3，否则转入步骤5。