[發明專利]一種具備傾斜特性保護的集成光伏組件功率控制方法

有效

• 申請號: 201610620916.6
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN106059484B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 史旺旺;蔡曉宇;楊俊偉
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: H02S40/30
• 分類號: H02S40/30;H02S40/32;H02J13/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 陳棟智

1.一種具備傾斜特性保護的集成光伏組件功率控制方法，所述集成光伏組件包括多個結構相同的光伏發電組，每個光伏發電組包括一塊光伏電池板和一個DC/DC變換器，光伏電池板產生的能量經DC/DC變換器發出，其特征在于，所述功率控制方法包括以下步驟：

步驟1)DC/DC變換器接受來自光伏發電組的能量，利用非線性MPPT算法控制光伏組件實現最大功率輸出；

步驟2)通過DC/DC變換器對光伏板輸出的能量進行限壓限流保護，DC/DC變換器的輸出端電壓電流關系曲線設定為傾斜直線；

步驟3)通過傾斜直線和最大功率曲線相互配合實現光伏電池板的能量安全輸出。

2.根據權利要求1所述的一種具備傾斜特性保護的集成光伏組件功率控制方法，步驟2)限壓限流的具體方法為：

步驟a)采集光伏電池板輸出的電壓和電流；

步驟b-1)若集成光伏組件由多個光伏發電組并聯而成，根據采集到的電壓電流建立坐標系，橫坐標為電壓，縱坐標為電流，光伏電池板輸出的恒定功率在該坐標系中顯示為反比例函數曲線；

建立傾斜限流曲線，該曲線方程為：

I＝I_max-k_iuU(1)

恒定功率曲線與傾斜限流曲線的交點：

Ulim1=Imax-Imax2-4·kiu·Pi2·kiu---(2)]]>

其中，I是DC/DC輸出電流限流設定值，U是采樣到的輸出電壓值，U_lim1為限流點對應的電壓值，I_max為DC/DC輸出電流最大值，P_i為單個光伏發電組輸出功率，k_iu為并聯模式下傾斜限流曲線斜率，0.01≤k_iu≤0.1，當檢測到U<U_lim1時，退出MPPT控制模式，進入限流控制模式，按照式(1)設定限流值；

建立傾斜限壓曲線，該曲線方程為：

I＝b_i-k_uu·U(3)

其中:

b_i＝k_uu·U_max(4)

恒定功率曲線與傾斜限壓曲線的交點：

Ulim2=bi+bi2-4·kuu·Pi2·kuu---(5)]]>

其中，U是DC/DC輸出電壓限壓設定值，I為采樣的輸出電流值，U_lim2為限壓點對應的電壓值，U_max為DC/DC輸出電壓最大值，P_i是單個光伏發電組輸出功率，k_uu為并聯模式下傾斜限壓曲線斜率，10≤k_uu≤100，當U>U_lim時，退出MPPT控制，進入限壓控制模式，按照式(3)設定限壓值；

步驟b-2)若集成光伏組件由多個光伏發電組串聯而成，根據采集到的電壓電流建立坐標系，橫坐標為電流，縱坐標為電壓，光伏電池板輸出的恒定功率在該坐標系中顯示為反比例函數曲線；

建立傾斜限壓曲線，該曲線方程為：

U＝U_max-k_ui·I(6)

恒定功率曲線與傾斜限壓曲線的交點：

Ilim1=Umax-Umax2-4·kui·Pi2·kui---(7)]]>

其中，k_ui是串聯模式下傾斜限壓曲線斜率，0.01≤k_ui≤0.1，U為DC/DC輸出電壓限壓設定值，I是采樣的輸出電流值，I_lim1限壓點對應的電流值，U_max為DC/DC輸出電壓最大值，P_i是單個光伏發電組輸出功率，當I<I_lim時，退出MPPT控制，進入限壓控制模式，按照式(6)設定限壓值；

建立傾斜限流曲線，該曲線方程為：

U＝b_u-k_ii·I(8)

其中：

b_u＝k_ii·I_max(9)

恒定功率曲線與傾斜限流曲線的交點：

Ilim2=bu+bu2-4·kii·Pi2·kii---(10)]]>

其中，k_ii為傾斜限流曲線的斜率，10≤k_ii≤100，I為DC/DC輸出電壓限流設定值，U為采樣的輸出電壓值，I_lim2為限流點對應的電流值，I_max為DC/DC輸出電流最大值，P_i為單個光伏發電組輸出功率，當I>I_lim2時，退出MPPT控制，進入限流控制模式，按照式(10)設定限流值。