[發(fā)明專利]光伏組件的最大功率點跟蹤方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010604808.2
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102545698A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆廣川
• 申請（專利權(quán)）人: 阿特斯（中國）投資有限公司;常熟阿特斯陽光電力科技有限公司
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;G05D3/12
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及光伏組件的最大功率點跟蹤方法。

背景技術(shù)

在光伏組件中，由于環(huán)境條件（輻射強度、組件溫度、環(huán)境溫度、陰影遮擋、熱斑等）的變化，光伏組件的工作狀態(tài)也在隨時變化，要想取得陣列或組件對負載的最大功率輸出，必須對光伏組件進行實時狀態(tài)條件下的最大功率點跟蹤(Maximum?Power?Point?Tracking，簡稱MPPT)。

MPPT控制的實質(zhì)上是一個動態(tài)尋優(yōu)過程，通過對光伏組件當(dāng)前輸出電壓與電流的檢測，得到光伏組件的當(dāng)前輸出功率，將其與前一時刻功率相比較，然后根據(jù)比較結(jié)果，改變工作點，使其向最大功率點不斷靠近，如此反復(fù)，直至達到最大功率點附近的一個極小區(qū)域內(nèi)。

目前，MPPT技術(shù)在光伏組件中已得到廣泛應(yīng)用。MPPT控制系統(tǒng)主要有軟件控制和由升壓?(Boost)或降壓（Buck）電路組成的直流-直流（DC-DC）變換電路兩部分組成。其中軟件控制對MPPT有至關(guān)重要的作用。

目前的MPPT控制方式有多種，但基本控制方式主要有定電壓跟蹤法(CVT，Constant?voltage?Tracking)，擾動觀測法(P&O，Perturbation?and?observation?method)，電導(dǎo)增量法(Incremental?conductance?method)，其他的控制方式都是在以上三種控制方式的基礎(chǔ)上作了適當(dāng)?shù)母倪M。

定電壓跟蹤法是利用光伏組件輸出最大功率時的工作電壓Um與開路電壓Uoc存在近似的比例關(guān)系這一特性進行控制的一種最大功率點跟蹤控制方法。這種辦法簡單易行，但對溫度變化而導(dǎo)致功率浮動不能有效應(yīng)對。因此只能粗略地跟蹤，較少被采用。定電壓跟蹤法的控制方法如下：

令Um=a*Uoc（a=0.70--0.83），

若U<Um??實際工作點在最大功率點左側(cè)，

若U=Um??實際工作點在最大功率點，

若U>Um??實際工作點在最大功率點右側(cè)。

擾動觀察法是通過不斷調(diào)節(jié)MPPT電路的工作狀態(tài)來比較電路調(diào)整前后光伏組件輸出功率和輸出電壓的變化情況，再根據(jù)變化情況調(diào)整MPPT電路的工作，最后使光伏組件工作在最大功率點附近，MPPT電路在每個控制周期用較小的步長改變光伏組件的輸出電壓或電流，可以是增加也可以是減小，然后，通過比較該周期前后光伏組件的輸出功率，如果輸出功率增加，那么按照上一周期的方向繼續(xù)改變；如果檢測到輸出功率減小，則?向相反的方向改變。這樣，光伏陣列的實際工作點就能逐漸接近當(dāng)前最大功率點，最終在其附近的一個較小范圍往復(fù)達到穩(wěn)態(tài)。擾動觀察法的控制方法如下：

若dP/dU<?0?實際工作點在最大功率點右側(cè)

若dP/dU=?0??實際工作點在最大功率點

若dP/dU>?0??實際工作點在最大功率點左側(cè)

電導(dǎo)增量法是對擾動觀察法的改進。其控制思想與擾動觀察法類似，也是利用dP/dU的方向進行最大功率點跟蹤控制，只是光伏器件工作在最大功率點時控制有所不同。

可以看出，以上方法的控制思想均基于以下條件：

1、I-U曲線的形態(tài)在最大功率點偏移時并無變化。

2、I-U曲線僅存在一個極值點，且為最大功率點。

事實上，光伏組件在受到遮擋或因某種原因產(chǎn)生熱斑效應(yīng)時。其曲線形態(tài)可能發(fā)生較大的變化，曲線可能產(chǎn)生兩個或兩個以上的極值點，在這種情況下，用以上的跟蹤方法，就不能完成對最大功率點跟蹤，只能跟蹤靠近系統(tǒng)狀態(tài)變化前最大功率點的那個極值點，而這個極值點在具有多極值點的I-U曲線上并不一定是最大功率點，從而使以上跟蹤方法可能失效。??

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光伏組件的最大功率點跟蹤方法，使得最大功率點跟蹤準(zhǔn)確。

為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:?一種光伏組件的最大功率點跟蹤方法，包括如下步驟：

S1：檢測光伏組件的開路電壓Uoc；

S2：以第一步長值⊿U1改變電壓值U1，在設(shè)定范圍內(nèi)搜索近似最大功率值P'm，同時確定出對應(yīng)近似最大功率值P'm的電壓值U'm；

S3：從電壓值U'm開始，以小于第一步長值⊿U1的第二步長值⊿U2改變電壓值U2，測出改變后的電壓值對應(yīng)的電流值，計算出對應(yīng)的實際功率值P2；

若（P2-P'm）/（U2-U'm）<0，則，實際功率點在最大功率點右側(cè)，此時減小電壓值；