[發明專利]應用于多級式光伏并網發電系統的最大功率點追蹤方法

有效

• 申請號: 201310362304.8
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103472885A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 張琦;孫向東;郭列;安少亮;任碧瑩;楊慧
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67;H02J3/38
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于太陽能分布式可再生新能源發電技術領域，具體涉及一種應用于多級式光伏并網發電系統的最大功率點追蹤方法。

背景技術

光伏電池的輸出功率特性具有很強的非線性，其最大輸出功率及最大輸出功率點電壓與電流隨著溫度、光照強度、光照的不均衡度等因素變化。采用有效的最大功率點跟蹤算法，才能提高光伏發電系統對光伏電池組件電能的利用率。目前，光伏發電系統實現最大功率點跟蹤的方法有很多：定電壓法、擾動觀察法、增量電導法、智能MPPT以及很多的新型算法等等，但是這些方法各有其優缺點及適用范圍，定電壓法是一種開環MPPT算法，控制簡單快速，但由于忽略了溫度對光伏電池板輸出電壓的影響，因此，溫差越大，定電壓發的跟蹤誤差越大；擾動觀察法具有控制概念清晰、簡單、被測參數少等優點，但是電壓初始值及擾動電壓步長對跟蹤精度與速度有較大影響；增量電導法的主要優點是控制穩定度高，當外部環境參數變化時，系統能平穩的追蹤其變化，且與光伏電池的特性與參數無關，但是其對控制系統的要求較高，另外，電壓初始值對系統啟動過程中的跟蹤性能有較大影響；智能MPPT設計過程比較復雜，不易于編程。

發明內容

本發明的目的是提供一種應用于多級式光伏并網發電系統的最大功率點跟蹤方法，穩態條件下能夠快速準確地實現最大功率點跟蹤，僅需對陣列輸出電壓進行采樣與觀測，且能有效避免母線電壓崩潰現象，而且該方法不受光照強弱的影響，可以實現全功率段的有效穩態跟蹤。

本發明所采用的技術方案是，應用于多級式光伏并網發電系統的最大功率點跟蹤方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1：對光伏陣列電壓、直流母線電壓、并網電流和電網電壓進行采樣；

步驟2：對多級式光伏并網發電系統進行建模，并分析得出系統的穩定性工作條件；

步驟3：對多級式光伏并網發電系統進行最大功率點跟蹤。

本發明的特點還在于，

其中的步驟2對多級式光伏并網發電系統進行建模，并分析得出系統的穩定性工作條件，具體按照以下步驟實施：

用可控直流電壓源代表直流母線，控制其電壓為母線電壓給定V_dcref，將DC_DC變換器等效為理想的直流變壓器，變壓器變比滿足由于V_PV隨著光伏陣列的工作點而改變，所以變壓器為可調變比的，將逆變并網部分直接等效為電流源；忽略防反充二極管的壓降，電容C兩端的電壓與光伏陣列電壓相等，以i_PV、i_C、i分別表示光伏陣列輸出瞬時電流、直流濾波電容瞬時充電電流以及濾波電容后面部分電路的瞬時電流，V_PV表示光伏陣列輸出瞬時電壓，p_ref為給定瞬時并網功率，忽略并網無功功率的影響，以P₁和P₂分別表示變壓器原邊和副邊的功率，P₁與P₂相等，P_dc表示直流母線的功率流動量，則：

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