[发明专利]一种光伏发电系统环境自适应式MPPT方法及系统

摘要

本发明公开了一种光伏发电系统环境自适应式MPPT方法，本发明的方法引进电压修正参数ΔU，PI控制环节，实时调节直流斩波器占空比D，加快最大功率点电压Um寻优速度，减小功率损耗，并使最大功率点电压Um实时跟随环境条件变化，减小增量电导法(I&C)寻优步长，快速、准确实现光伏电池MPPT，既改善传统MPPT算法易受环境影响，鲁棒性差，功率损耗较大的缺点，又避免智能型MPPT算法复杂，易陷入局部最优的劣势。

主权项

一种光伏发电系统环境自适应式MPPT方法，其特征在于：定义系统k时刻光伏电池输出电压为Upv_k、电流为Ipv_k，直流斩波器占空比为Dk，方法流程包括以下步骤：步骤1：选用适用于工程实际的光伏电池行为模型，引入环境修正参数ΔU、ΔI，获得不同温度及光照下的光伏电池特性参数；其中环境修正参数ΔU、ΔI，为光照强度S与温度t对应函数：ΔI=SSref[1+a(t-tref)]ΔU=[1-c(t-tref)]ln[e+b(S-Sref)Sref];]]>a、c为温度补偿系数，b为光强补偿系数，三个补偿系数能根据光伏材料、制作工艺差异进行调整，S、t分别表示实时光照强度、温度，Sref、tref分别表示标准环境条件下光照强度Sref：1000W/m2，温度tref：25℃；步骤2：设定固定参考电压偏差量ΔUref，PI调节参数kp、ki，最大功率点电压Um，电导增量法(I&C)寻优步长Δh；步骤3：k时刻采样光伏电池输出电压Upv_k、电流Ipv_k，根据环境变化，修正参数ΔU对原有环境条件最大功率点电压Um修正，修正公式为U’m＝UmΔU，即得环境条件变化后所对应最大功率点电压U’m，并执行下述判断：当(Upv_k‑U’m)绝对值大于ΔUref，则(Upv_k‑U’m)通过PI控制器，得出直流斩波器占空比调制量ΔD1＝(Upv_k‑U’m)(kp+ki/s)，kp、ki分别PI控制器比例、积分调节系数，再将其与三角波在比较器中比较，形成控制信号对电力电子开关T进行快速调节，调节直流斩波器占空比Dk+1＝Dk+ΔD1，使光伏电池输出电压Upv_k实时跟踪环境条件变化后所对应最大功率点电压U’m；当(Upv_k‑U’m)绝对值等于或小于ΔUref，基于电导增量法(I&C)，根据寻优步长Δh，则Dk+1＝Dk±Δh，使Upv_k+1与U’m间偏差量进一步缩小，并生成MPPT控制器中的调节量，将其与三角波在比较器中比较，形成控制信号对电力电子开关T进行快速调节，实现光伏电池MPPT。