[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

技術領域

本發明屬于太陽能光伏發電技術領域，尤其是一種基于多步長的光伏發電系統最大功率跟蹤控制方法。

背景技術

太陽能資源儲量豐富，易于獲取，清潔無污染，是一種重要的可再生能源，近年來已得到廣泛的應用。光伏發電作為太陽能發電方式的一種，已經逐步成為太陽能利用的主要形式。與傳統的發電方式相比，光伏發電具有結構簡單、可靠性高、零排放、無噪聲、體積小、壽命長等優點。

光伏發電系統的效率是光伏系統最重要指標之一，對光伏系統進行對大功率點跟蹤是提高光伏系統的效率的重要途徑，國內外許多學者提出了很多種最大功率點跟蹤技術，常用的有恒壓法、擾動觀察法、電導增量法、其中恒壓法只能在溫度變換較小的范圍內使用，是一種近似的最大功率點跟蹤技術，跟蹤精度不高。擾動觀察法可以跟蹤到最大功率點，但其受擾動步長的影響較大，當擾動步長較大時可以快速跟蹤到最大功率點，但是在最大功率點處振蕩較大；當擾動步長較小時，雖然在最大功率點處振蕩較小，但是跟蹤時間較長，跟蹤速度不高。

經對現有技術文獻的檢索發現，High-performance?algorithms?for?drift?avoidance?and?fast?tracking?in?solar?MPPT?system(Pandey，A.，N.DasgVpta?and?A.K.Mukerjee，High-performance?algorithms?for?drift?avoidance?and?fast?tracking?in?solar?MPPT?system.IEEE?Transactions?on?Energy?Conversion，2008.23(2):p.681-689.)提出一種變步長擾動觀察法，能較好的兼顧系統穩態性能和動態性能。但適用范圍有限，并且變步長系數確定比較麻煩。A?Variable?Step?Size?INC?MPPT?Method?for?PV?Systems(Fangrui，L.，et?al.，A?Variable?Step?Size?INC?MPPT?Method?for?PV?Systems.IEEE?Transactions?on?Industrial?Electronics，2008.55(7):p.2622-2628.)討論了一種變步長電導增量法，給出了變步長的步長公式，但該方法在外界條件劇烈變化的情況下跟蹤效果不是很好，變步長工作區域很小，系統一直工作在定步長狀態，穩態功率損失較大；系統都工作在變步長狀態，動態跟蹤速度較慢，即存在“死區”問題。A?Novel?Improved?Variable?Step-Size?Incremental-Resistance?MPPT?Method?for?PV?Systems(Mei，Q.，et?al.，A?Novel?Improved?Variable?Step-Size?Incremental-Resistance?MPPT?Method?for?PV?Systems.IEEE?Transactions?on?Industrial?Electronics，2011.58(6):p.2427-2434.)討論了一種新型的變步長電導增量法，提出了一種步長分界方法和步長整定公式，但是該步長分界方法計算量較大(需要進行多次求導運算)，步長整定公式未能充分利用分界函數，同樣增加了運算量，給該方法的實現帶來一定難度。

針對以上不足，本發明綜合考慮光伏系統動態性能和穩態性能，根據光伏電池生產廠家提供的光伏電池參數確定最大功率點左側、右側初始步長的比例關系，并利用電壓與功率對電壓微分乘積的絕對值對光伏特性曲線進行分界，在不同的分界區域采用不同的步長。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術中存在的不足之處，提供一種基于多步長的光伏電池最大功率跟蹤方法，能同時減少光伏系統穩態功率損失和提高動態跟蹤速度，優化光伏發電系統最大功率跟蹤算法的設計步驟。

本發明的目的通過如下技術方案實現。

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)；