[發明專利]一種光照不均勻下的全局MPPT方法與裝置

有效

• 申請號: 201611070585.X
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106774606B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 安友彬;張振華;劉志文;陳干杰;劉桂蓮;牛志雷;王曉剛;李峰;魏賀賀;魏小鋒;呂靈芝;趙毅;姜東東;崔敏
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司;許繼集團有限公司
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

1.一種光照不均勻下的全局MPPT方法，其特征在于，步驟如下：

1)對光伏系統進行診斷，判斷是否出現兩個或兩個以上不同光照強度的區域，每個光照強度對應一類光照條件；

2)當判斷出現兩個或兩個以上不同光照強度的區域時，離散的選擇參考電壓，確定各參考電壓對應的短路電流，根據短路電流區分出每一類光照條件，根據參考電壓和對應的短路電流計算出每一類光照條件下的近似最大功率；

3)根據每一類光照條件下的近似最大功率，通過比較和施加擾動的方式確定全局最大功率點；

4)在所述全局最大功率點執行常規MPPT方法；

參考電壓表達式為：y+a*x*Voc_sin，其中Voc_sin為1塊光伏組件的開路電壓，x為屬于同一光照條件的光伏組件數量，y為從低壓到高壓，當前參考電壓值之前的所有光伏組件數量；a為系數，a*Voc_sin表示一塊組件最大功率點峰值電壓。

2.根據權利要求1所述的一種光照不均勻下的全局MPPT方法，其特征在于，所述步驟2)中，所述根據短路電流區分出每一類光照條件的手段是：從低壓到高壓，檢測相鄰的兩個參考電壓下的短路電流，若短路電流的變化超過設定比例，則判斷對應的兩組件處于不同類的光照條件，若短路電流的變化超過沒有設定比例，則判斷對應的兩組件處于同類的光照條件。

3.根據權利要求1所述的一種光照不均勻下的全局MPPT方法，其特征在于，所述步驟2)中，每類光照條件的近似最大功率是通過每類光照條件下的各參考電壓與對應短路電流計算得到功率的最大值。

4.根據權利要求1所述的一種光照不均勻下的全局MPPT方法，其特征在于，所述步驟1)中，對光伏系統進行診斷的方式為：當檢測到功率電壓變化率|ΔP/ΔV|超過μ1時，并且功率變化量超出設限，判定光照條件改變導致光伏發電系統功率發生了突變；這時檢測I_first與I_last的比值，I_first是光伏陣列輸出1塊組件峰值電壓時的電流，I_last是光伏陣列輸出N-1塊組件開路電壓時的電流，當該比值超過μ2，判定光伏陣列出現了不同光照條件區域；N為光伏陣列的光伏組件數量；μ1、μ2為相應的系數。

5.根據權利要求1所述的一種光照不均勻下的全局MPPT方法，其特征在于，所述步驟3)中，確定全局最大功率點的方式包括：

在每類光照條件的近似最大功率中選擇最大值為近似全局最大功率Pm_old；以低壓到高壓為正向；

首先，在第j-1類光照條件下采用局部MPPT跟蹤到峰值功率Pm，j>＝2，Pm與所述近似全局最大功率Pm_old比較取較大值，記為等功率曲線常數Pm_new；所述局部MPPT為在一類光照條件下進行的最大功率點跟蹤方法；

然后，從第j-1類光照條件下的峰值功率Pm對應的電壓開始正向擾動，找到突變到第j類光照條件的電壓參考值，并且記錄第j類光照條件的短路電流Iscj；

接著用等功率曲線常數Pm_new除以第j類短路電流Iscj，得到的一個電壓參考值；若該電壓參考值對應點的輸出電流值大于θ*Iscj，且該處P-V曲線斜率為正，則以局部MPPT繼續執行，尋找第j類光照條件下的峰值功率，否則繼續單向正向擾動，尋找第j+1類光照條件短路電流；所述θ為設定系數；

若所述等功率曲線常數Pm_new除以第j類短路電流Iscj，得到的電壓參考值大于設定電壓值，則結束并且以等功率曲線Pm_new為全局最大功率。

6.根據權利要求5所述的一種光照不均勻下的全局MPPT方法，其特征在于，所述突變到第j類光照條件的電壓參考值的特征是：該電壓參考值處于局部功率極小值，其P-V斜率由負變正。

7.根據權利要求5所述的一種光照不均勻下的全局MPPT方法，其特征在于，在所述步驟3)之前，將近似全局最大功率Pm_old與Pm_mppt進行比較，若Pm_old提升幅度超過μ3時，執行步驟3)；Pm_mppt為故障診斷前記錄的最大功率，μ3為相應的系數。

8.一種光照不均勻下的全局MPPT裝置，其特征在于，包括：

診斷模塊：對光伏系統進行診斷，判斷是否出現兩個或兩個以上不同光照強度的區域，每個光照強度對應一類光照條件；

掃描各類光照條件的模塊：當判斷出現兩個或兩個以上不同光照強度的區域時，離散的選擇參考電壓，確定各參考電壓對應的短路電流，根據短路電流區分出每一類光照條件，根據參考電壓和對應的短路電流計算出每一類光照條件下的近似最大功率；

確定全局最大功率點的模塊：根據每一類光照條件下的近似最大功率，通過比較和施加擾動的方式確定全局最大功率點；

最大功率跟蹤模塊：在所述全局最大功率點執行常規MPPT方法；

參考電壓表達式為：y+a*x*Voc_sin，其中Voc_sin為1塊光伏組件的開路電壓，x為屬于同一光照條件的光伏組件數量，y為從低壓到高壓，當前參考電壓值之前的所有光伏組件數量；a為系數，a*Voc_sin表示一塊組件最大功率點峰值電壓。