[發明專利]一種太陽能光伏組串的多峰狀態最大功率點跟蹤方法

有效

• 申請號: 201810535682.4
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108710402B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 王茹;衛東;臧健康;魏繆宇;方洛迪
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67;H02S50/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種太陽能光伏組串的多峰狀態最大功率點跟蹤方法，屬于光伏發電領域，包括：1)利用第一個波峰五參數及dP/dI導數式計算最大功率點處電流值I_m1；2)利用第一個波峰五參數及I_m1計算第一個波峰最大功率點電壓值U_m1；3)計算第一個波峰的最大功率點P_m1=I_m1*U_m1；4)對后續所有波峰最大功率點進行計算，并比較出全局最大功率點P_M；5)調制輸出電壓為U_M；按照周期，將1)?5)步驟循環進行，實現多峰組串全局最大功率點跟蹤。本發明實現了光伏組串多峰狀態下所有波峰最大功率點的直接計算及全局最大功率點跟蹤，具有計算過程對組串輸出影響小和最大功率點計算精度高兩大優點，為后續組串工作狀態分析及故障診斷提供了數據保證，具有較強的工程實用性。

技術領域

本發明涉及一種太陽能光伏組串的多峰狀態最大功率點跟蹤方法，屬于光伏發電領域。

背景技術

最近幾年，我國光伏產業迅猛發展，裝機容量大幅增加。隨著時間的推移，光伏產業勢必逐漸進入到以保證電站平穩高效運行為目標，以光伏電站日常運行維護為主要工作的后光伏時代。由于現有光伏電站的平均壽命為25年左右，而光伏系統通常又在無人值守的情況下運行，因此系統故障的發生會導致輸出功率降低從而影響整個系統的正常運行。

在實際應用中，光伏電站系統可能發生各種各樣的故障，影響組件光電轉換過程的正常進行，進而導致組件的實際最大功率低于理想最大功率，從而降低光伏電站的實際發電效率。實際使用的光伏組件通常由18-26塊串聯成一個光伏組串再接入逆變器，或先接入直流匯流箱再接入逆變器，由于逆變器具有最大功率點跟蹤（MPPT）功能，所以組串始終工作在其全局最大功率點附近。但對于現場運維人員來說，逆變器的實時最大功率點數據通常無法得到，特別是當組串處于多峰狀態時，除全局最大功率點以外的其他波峰最大功率點完全無從得知，但它們恰恰能夠反映故障組件的運行狀況。因此，光伏組串的最大功率點計算，特別是多峰狀態下的光伏組串各波峰最大功率點計算，對于光伏組串的故障診斷及評估，以及延長光伏組件使用壽命和維持光伏電站正常運行是十分有意義的。

現有光伏組件及組串的五參數求解方法主要有兩類：第一類是通過采集數據點進行計算的解析法，這類方法通常對采樣點精度要求高，而且部分方法只能計算單峰情況下的最大功率點，對于多峰狀況則無能為力；第二類是基于蜂群、蟻群、模糊控制等方法的智能算法，這類方法往往對模型精度要求較高，但在多峰狀態時的計算精度不高。

由于現有方法已經能夠較準確計算多峰峰情況下的各組件及組串五參數，例如：中國發明專利（申請號為201810309187.1），提出一種利用解析法提取光伏組件五參數的方法，能夠在單峰P-U曲線時，通過采樣7個數據點，直接計算該單峰對應工作狀態的組件五參數；中國發明專利（申請號為201810309199.4），提出一種光伏組串內各失配組件的參數提取方法，針對一個處于多峰狀態的光伏組串內各失配組件的五參數進行分離提取，能夠有效求解光伏組串內各組件的五參數。因為上述兩專利的五參數求解方法都不需要各波峰的最大功率點，故基于上述兩專利的多峰五參數計算方法，在求解出多峰狀態下組串中波峰對應組件五參數的基礎上，能夠直接計算出該組件當前條件下P-U曲線各波峰的最大功率點，因此可在計算得到各波峰最大功率點及全局最大功率點后，通過電壓調制控制輸出功率穩定在組串最大功率點，從而實現多峰組串的MPPT功能。綜上，設計一種太陽能光伏組串的多峰狀態最大功率點跟蹤方法。

發明內容