[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

本發明公開了一種光照不均勻下的全局MPPT方法與裝置，在判斷光伏陣列出現了不同光照條件區域，即有局部陰影遮擋時，并不像現有全局掃描方式掃描整個特性曲線以獲得全局最大功率點，而是以跳躍的方式掃描各個光照條件區域的最大功率點附近短路電流，尋找各光照條件區域的最大功率點中的最大值，再找到全局最大功率點后，執行常規最大功率點跟蹤算法即可。本發明在實現提高光伏系統發電效率的同時，又能夠幫助運維人員迅速定位陰影故障，進一步提升了電站運維效率和整體發電效益。

技術領域：

本發明涉及光伏發電系統最大功率點跟蹤技術領域，特別涉及一種不均勻光照下全局最大功率點跟蹤方法。

背景技術：

在光伏發電系統中，MPPT(即最大功率點跟蹤)一直是研究者最關注的核心問題之一，但在實際運行中，由于塵土、樹木、建筑等造成的臨時性或經常性局部陰影遮擋，以及同時發生多個局部陰影遮擋形成的光照不均勻會時有發生和普通存在。局部陰影和光照不均勻會引起光伏陣列輸出電壓失配和熱斑現象，這不僅造成了光伏發電系統的功率損失，甚至升級成為嚴重的系統故障和安全問題。實際應用中為了避免光伏陣列出現熱斑現象，光伏列陣中每塊光伏組件都并聯著一個旁路二極管，當出現局部陰影遮擋時相應光伏組件的旁路二極管導通，使光伏陣列輸出P-V曲線呈現多峰值。

常規MPPT方法(本文中所指的常規MPPT方法，是指如擾動觀察法、導納增量法等不考慮局部陰影的方法)可能會使光伏陣列工作點陷于局部峰值而無法跟蹤到全局最大功率點，從而造成功率損失。

目前針對不均勻光照下多峰值現象采用主要是全局掃描法和基于粒子群等智能算法。

粒子群等智能算法目前尚不成熟，而且算法過于復雜，難以在微處理器上實現。

全局掃描法，需要掃描整個P-V或I-V特性曲線以尋找全局的最大功率點，跟蹤所花費的時間很長，造成光伏發電功率浪費，而且實用價值不高。

發明內容

本發明提供一種光照不均勻下的全局MPPT方法，用于解決全局掃描法效率低造成光伏發電功率浪費的問題。同時，還提供了一種光照不均勻下的全局MPPT裝置。

一種光照不均勻下的全局MPPT方法，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，所述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。

進一步的，所述步驟2)中，所述選擇的參考電壓表達式為：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的峰值電壓。

進一步的，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，若短路電流的變化沒有超過設定比例，則判斷對應的兩組件處于同類的光照條件。