[發明專利]一種基于多步長的光伏發電系統最大功率跟蹤控制方法

有效

• 申請號: 201410483044.4
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104298295A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 楊蘋;許志榮;周東寶;李鵬;雷金勇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種基于多步長的光伏發電系統最大功率跟蹤控制方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)設定最大功率跟蹤算法的初始擾動步長d₁和d₂，d₁、d₂分別作用于最大功率點左側和右側；

(2)采樣k時刻光伏電池輸出端電壓V(k)、電流I(k)；

(3)求出k時刻的光伏電池輸出功率P(k)，計算k時刻的光伏電池輸出電壓變化量ΔV(k)＝V(k)-V(k-1)、電流變化量ΔI(k)＝I(k)-I(k-1)和功率變化量ΔP(k)＝P(k)-P(k-1)；其中V(k-1)、I(k-1)、P(k-1)為k-1時刻的光伏電池輸出電壓、電流和功率；

(4)判斷ΔV(k)是否為0；若為0，則判斷ΔI(k)是否為0；若ΔI(k)＝0，不改變控制電路開關管觸發脈沖的占空比D，返回繼續采樣；若ΔI(k)<0，說明系統當前工作在最大功率點處右側，選取步長為d₁，對占空比D施加負向擾動；若ΔI(k)>0，說明系統當前工作在最大功率點處左側，取步長為d₂，對占空比D施加正向擾動；

若判斷ΔV(k)≠0，計算G(k)＝ΔI(k)/ΔV(k)+I(k)/V(k)；若G(k)＝0，不改變占空比D值，返回繼續采樣；其中G(k)為電導函數；若G(k)>0，說明系統當前工作點在最大功率點左側，對占空比D施加正向擾動，擾動步長為d₂；若G(k)<0，說明系統當前工作點在最大功率點右側，對占空比D施加負向擾動，擾動步長為d₁；

(5)將所得占空比值與載波信號比較輸出占空比為D的脈沖寬度調制信號，控制升壓電路中開關管的通斷，實現對最大功率的跟蹤，重復步驟(2)～(4)直到k+1時刻系統工作在最大功率點。

2.根據權利要求1所述的一種光伏發電系統最大功率跟蹤方法，其特征在于：作用于最大功率點兩側的初始步長d₁和d₂，二者滿足關系式：d₁/d₂＝V_m/(V_oc-V_m)，其中V_m為標準條件即光照強度為1000W/m²,光伏電池板溫度為25℃下光伏電池最大功率點電壓，V_oc為標準條件下光伏電池開路電壓，外界環境條件變化時，該步長的比值恒定不變，為一常量。

3.根據權利要求1所述的一種光伏發電系統最大功率跟蹤方法，其特征在于當系統工作點位于最大功率點左側時，占空比D的擾動步長按如下方式整定：計算M(k)＝V(k)*abs(ΔP(k)/ΔV(k))，設ΔM(k)＝M(k)-M(k-1)，判斷若ΔM(k)/ΔV(k)大于0，則取步長為d₁；若ΔM(k)/ΔV(k)小于0，取步長為d₁*M(k)/P(k)，其中abs()為絕對值函數。

4.根據權利要求1所述的一種光伏發電系統最大功率跟蹤方法，其特征在于當系統工作點位于最大功率點右側時，占空比D的擾動步長按如下方式整定：計算M(k)＝V(k)*abs(ΔP(k)/ΔV(k))，判斷若M(k)≥P(k)，則取步長為d₂；若M(k)<P(k)，則取步長為d₂*M(k)/P(k)。