[發明專利]一種太陽能雙峰最大功率點的跟蹤方法

無效

• 申請號: 201010223784.6
• 申請日: 2010-07-12
• 公開（公告）號: CN101873091A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 王小峰
• 申請（專利權）人: 中電電氣集團有限公司
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種太陽能發電系統中最大功率點的跟蹤方法，具體說是一種太陽能雙峰最大功率點跟蹤方法。

背景技術

現今產品中未見對此類問題的解決方法，僅僅考慮了沒有雙峰值問題的MPPT(最大功率點跟蹤)跟蹤，而且普遍采用的是干擾法和增量電導法判斷并跟蹤最大功率點。隨著光伏建筑一體化光伏電站的發展，陰影造成的太陽能板雙峰值問題逐漸突出，如圖1所示，該圖中的多條曲線是隨著遮擋量的增大而逐漸變化的功率曲線，可以看見兩個最大功率點逐漸出現；當陰影部分遮住太陽能板時有可能會使得系統工作在次最大功率點，造成發電效率的降低。為避免系統在出現雙峰值問題時長時間工作在次最大功率點處，需要進行周期全局掃描。如果從零功率的位置開始掃描則由于速度慢而造成系統發電減少，對規模較大的光伏電站尤為如此。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了提供一種太陽能雙峰最大功率點的跟蹤方法，該方法能解決太陽能組件被陰影部分遮住形成雙峰值現象時避免系統長時間工作在次最大功率點的問題，降低最大功率點跟蹤全局掃描時間，提高系統發電量。該方法也可以用于多峰值現象，即多組太陽能組件串并聯時多個并聯組件部分被陰影遮住發生的現象。

技術方案：為了解決上述技術問題，本發明所述的一種太陽能雙峰最大功率點的跟蹤方法，該方法包括如下步驟：

1)定時進行全局掃描：若全局掃描時間到設定時間時，依次執行步驟2)至步驟4)；若全局掃描時間未到設定時間時，則始終進行局部最大功率點跟蹤算法；

2)定義掃描初始功率，并設定初始步長；

3)測量當前電壓和當前電流，計算當前功率，其中當前功率等于當前電壓與當前電流的乘積；

4)比較當前功率和上次功率的大小，并不斷擾動占空比來判斷功率變化以確定是否掃描完成，從而確定最大功率點。

步驟4)中，比較當前功率和上次功率的大小，然后存入比較后的最大功率和此時對應的占空比，然后更新占空比，若占空比到設定值，則占空比工作在比較后的功率點最大處后返回到局部最大功率點跟蹤算法，若占空比還未達到設定值，則返回步驟3)。

所述局部最大功率點跟蹤算法是首先通過測量全局掃描時間未到所述設定時間時的當前電壓電流，然后計算當前直流功率，比較當前直流功率和上次直流功率的大小來決定占空比的變化方向和大小；其中前功率等于當前電壓與當前電流的乘積；若當前直流功率大于上次直流功率不成立，則增加占空比，然后保存較大直流功率和對應的占空比，再返回；若當前直流功率大于上次直流功率成立，則減少占空比，然后保存較大直流功率和對應的占空比，再返回。

本發明的上述步驟可以理解為本發明包括參數檢測比較部分和快速算法部分，其中參數檢測比較部分是實時進行的，周期全局掃描時，實時檢測太陽能板或輸出端的電壓和電流計算當前功率，并比較前后兩次跟蹤的功率變化決定下一個控制方向，保證系統跟蹤到最大功率點；快速算法部分是根據太陽能組件系統連接的特點而來的快速全局掃描擾動步長算法，本算法來源于太陽能板發電輸出特性，即串聯的太陽能板的輸出電流等于其中電流輸出能力最小的太陽能板的電流，并聯太陽能板的輸出電壓等于其中電壓輸出能力最小的并聯支路的電壓。

有益效果：與現有技術相比，本發明的優點是在一般最大功率點跟蹤算法中加入周期全局掃描，根據太陽能系統串并聯特點有效的縮短掃描時間，即保證系統的穩定工作，又能避免雙峰值現象時系統工作在次最大功率點，從而提高發電量。

附圖說明

圖1是太陽能板的雙峰值問題示意圖；

圖2是兩組太陽能板并聯系統(每組有多塊太陽能板串聯組成)其中一組太陽能組件被逐步遮住后的VI曲線；

圖3為本發明的方框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對發明作進一步的詳細說明。

如圖3所示，本發明一種太陽能雙峰最大功率點的跟蹤方法，該方法包括如下步驟：

1)定時進行全局掃描；若全局掃描時間到設定時間時，依次執行步驟2)至步驟4)；若全局掃描時間未到設定時間時，則始終進行局部MPPT算法；

其中局部MPPT算法是指首先通過測量全局掃描時間未到所述設定時間時的當前電壓和當前電流，然后計算當前直流功率＝當前電壓*當前電流，比較當前直流功率和上次直流功率的大小來決定占空比D的變化方向和大小；若當前直流功率大于上次直流功率不成立，則增加占空比，然后保存較大直流功率和對應的占空比，再返回；若當前直流功率大于上次直流功率成立，則減少占空比，然后保存較大直流功率和對應的占空比，再返回；