[發明專利]一種電流預測控制的自適應變步長最大功率跟蹤方法

在審

• 申請號: 201611073629.4
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN108121394A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 趙志剛
• 申請（專利權）人: 趙志剛
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種電流預測控制的自適應變步長最大功率跟蹤方法，包括光伏發電系統、最大功率跟蹤控制、變步長自適應算法、電流預測控制四部分。本發明提出的方法解決了定步長MPPT方法穩態精度、動態特性和擾動步長之間固有矛盾。電流預測控制和傳統PI相比，提高了系統的動態性能。變步長自適應和電流預測控制相結合的MPPT方法，使系統具有很好的靜、動態性能。基于電流預測控制的變步長自適應的最大功率跟蹤方法給合擾動觀察法和電流預測控制的優點，在單相(三相)光伏發電系統具有較好應用前景。

技術領域

本發明涉及一種電流預測控制，尤其涉及一種電流預測控制的自適應變步長最大功率跟蹤方法。

背景技術

隨著世界環境的惡化和常規能源的枯竭，太陽能作為一種新型的綠色可再生能源，受到國內外的廣泛關注。在能夠利用的可再生能源中，太陽能被認為是最具有潛力的綠色能源。據國際能源機構(international energy agency，IEA)估計，到2050年，光伏發電將提供11％的電力能源，使每年減少相當于23億噸CO2的排放量。

光伏陣列輸出的功率與輸出電壓是非線性關系，受氣象條件的影響(如輻照和溫度等)。為提高光伏發電系統的效率，最大功率點跟蹤(maximum power point tracking，MPPT)是光伏發電系統不可缺少的一部分。最常用最大功率跟蹤方法是擾動觀察法(perturbation and observation，P&O)，其算法簡單，易于模塊化實現，被測參數少，對傳感器精度要求不高。對于定步長的擾動觀察法，過大的擾動步長導致穩態功率振蕩比較大；而過小的擾動步長一旦外部條件變化較快時，無法快速跟蹤。因此，對于定步長的擾動觀察法，系統的穩態精度與擾動步長是一對矛盾體，擾動步長的選擇與系統的要求有關。

發明內容

為了克服定步長控制方法中存在的難題，本發明提出一種電流預測控制的自適應變步長最大功率跟蹤方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

電流預測控制的自適應變步長最大功率跟蹤方法，包括光伏發電系統、最大功率跟蹤控制、變步長自適應算法、電流預測控制四部分。

所述光伏發電系統包括光伏陣列、升壓型變換器、MPPT控制器和負載四個部分。

所述最大功率跟蹤控制包括變步長自適應MPPT控制和電流預測控制兩個部分。

所述變步長自適應算法包括功率計算、PI控制和變步長算法三個部分，能夠提高MPPT的動態跟蹤性能。

所述電流預測控制在變步長自適應算法的基礎上，使光伏陣列輸出電流的下一周期達到給定電流，實現無差拍跟蹤。

本發明的有益效果是：本發明提出的方法解決了定步長MPPT方法穩態精度、動態特性和擾動步長之間固有矛盾。電流預測控制和傳統PI相比，提高了系統的動態性能。變步長自適應和電流預測控制相結合的MPPT方法，使系統具有很好的靜、動態性能。基于電流預測控制的變步長自適應的最大功率跟蹤方法給合擾動觀察法和電流預測控制的優點，在單相(三相)光伏發電系統具有較好應用前景。

附圖說明

圖1電池等效電路。

圖2光伏發電系統。

圖3變步長自適應算法。

圖4變步長自適應控制流程圖。

圖5系統控制策略結構。

圖6二極管鉗位型三相三電平并網逆變器。

具體實施方案