[發明專利]光伏發電系統全局最大功率點跟蹤方法及系統裝置

無效

• 申請號: 201010109287.3
• 申請日: 2010-02-08
• 公開（公告）號: CN101783621A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 廉小親;張曉力;于重重;段振剛;解欣業;吳軍;王偉;岳朋;鄧晶
• 申請（專利權）人: 北京工商大學;威海中玻光電有限公司
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;G05F1/67
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

1.一種光伏發電系統全局最大功率點跟蹤方法，其采用一光伏發電系統全局最 大功率點跟蹤裝置，該跟蹤裝置中具有光伏電池陣列的輸出電壓、輸出電流檢測 電路，并具有一內置全局最大功率點跟蹤控制算法程序的控制器，控制器中帶 有定時器、A/D轉換器和PWM脈寬調制產生器，其PWM輸出經MOS驅動電路控制 一BOOST單元電路，BOOST單元電路的輸出接負載；其特征在于所述的方法步驟 如下：

1)系統初始化：斷開負載，獲取光伏電池陣列的開路電壓Voc，然后初始 化光伏發電系統全局最大功率點跟蹤裝置控制器的參數，其中：光伏電池陣列給 定電壓值V_r＝Voc*90％；同時設定初始化數值：用于A/D轉換的定時器采樣時間T、 擾動單位步長ΔV、采樣次數First、光伏發電系統發生的最小局部最大功率點 電壓Vmin、光伏發電系統發生的最大局部最大功率點Vmax、一個采樣周期內正 常的太陽能輻照變化所引起的光伏電池陣列輸出的功率的最大變化值ΔP₁和光 伏電池陣列所能承受的最大功率變化值ΔP₂；

2)系統初始化后，將第一次采樣時刻獲得的光伏電池陣列的電壓V和電流 I進行計算得到功率P1；并設置標志位Direction＝-1，在此電壓點左邊進行擾 動，設定Vr＝V+ΔV*Direction；

3)控制器的又一次采樣時刻到，系統采集該采樣時刻的光伏電池陣列的電 壓V和電流I，計算得到功率P，并計算將該值的結果與“0”比較，如果 不等于零，則刷新設置標志位Direction的值，設Vr＝V+ΔV*Direction，等待 下一個采樣時刻到再重新進行該步驟的處理；如果值等于零，則設置左擾標 志Direction＝-1，并將此點的電壓V和功率P的值Vmax_last和Pmax_last 更新存入控制器的存儲區，繼續下步驟；

4)定時器繼步驟3后的又一個采樣時間刻到，控制器采集該采樣時刻的光 伏電池陣列的電壓V和電流I，計算得到功率P，計算并存儲新的功率增量Δ P＝P-Pmax_last；將功率增量ΔP的絕對值與ΔP₁和ΔP₂做比較：若ΔP₁＜|ΔP|＜ΔP₂， 則調用追蹤GMPP子程序的方法；若|ΔP|≤ΔP₁或|ΔP|≥ΔP₂，返回上述方法 步驟3進行新的一輪循環；

其中，所述的追蹤GMPP子程序的方法步驟是：

A)預先在該子程序的方法中設定光伏電池陣列的電壓擾動次數n＝1；

B)設置給定電壓Vr＝Vmax_last+n*ΔV*Direction；

C)當控制器的定時器又一次采樣的時間到后，獲得此時刻光伏電池陣列的 電壓V和電流I，并計算此時刻的功率P；將此次功率與前一次功率相減得到功 率增量ΔP；

D)若ΔP₁＜|ΔP|＜ΔP₂，繼續，否則First＝0，返回上述方法步驟3；

E)判斷標志位Direction的值，根據標志位Direction值的結果實行操作：

E-1)若Direction＝-1，且Vr大于Vmin，則繼續下步驟F；

E-2)若Direction＝-1，且Vr不大于Vmin，則設置n＝1，Direction＝1， Vr＝Vmax_last后回到子程序方法步驟C；

E-3)若Direction≠-1，且Vr不小于Vmax，則First＝0，返回方法步驟3；

E-4)若Direction≠-1，且Vr小于Vmax，則繼續下步驟F；

F)計算斜率dP/dV、根據值的結果進行操作：

F-1)若不大于零，則設定n＝n+1，即將擾動步長加1，回到子程 序方法步驟B；

F-2)若大于零，繼續下步驟G；

G)根據dP/dV值的結果進行操作：

G-1)若dP/dV大于零，則設置標志位Direction＝1，繼續下步驟H；

G-2)若dP/dV小于零，則設置標志位Direction＝-1，繼續下步驟H；

G-3)若則將此點的功率P、電壓值V作為Pmax_new、Vmax_new 存入控制器的存儲器，并進一步判斷：

G-3-1)若Pmax_new不大于Pmax_last，且標志位Direction＝1，則First＝0， 返回上述方法步驟3；

G-3-2)若Pmax_new不大于Pmax_last，且標志位Direction≠1，則設定 n＝1、Direction＝1和Vr＝Vmax_last，返回到子程序方法步驟B；

G-3-3)若Pmax_new大于Pmax_last，則設定n＝1、Pmax_last＝Pmax_new和 Vmax_last＝Vmax_new后返回到子程序方法步驟B；

H)設置Vr＝V+ΔV*Direction，當用于A/D轉換的定時器采樣時間到后， 系統采集此時刻光伏電池陣列的電壓V和電流I，并計算此時刻的功率P；將此 次功率與前一次功率相減得到功率增量ΔP，計算斜率dP/dV，返回到子程序方 法步驟G。