[發(fā)明專利]一種分區(qū)間自尋優(yōu)MPPT太陽能發(fā)電控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811229144.9
• 申請(qǐng)日: 2018-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN109343649A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任明煒;吳函
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G05F1/67
• 分類號(hào): G05F1/67
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種分區(qū)間自尋優(yōu)MPPT太陽能發(fā)電控制方法，通過太陽能電池的等效模型，基于該模型根據(jù)不同光S與溫度T，建立光伏電池輸出功率與電壓曲線模型，得到P?U特性曲線，利用升壓模型在P?U特性曲線上實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)的追蹤，建立S曲線，采樣光伏電池的電壓值和電流值計(jì)算ΔU_k，ΔI_k，ΔP_k，計(jì)算出當(dāng)前k時(shí)刻的S_k的值，設(shè)置閥值參數(shù)a、b、c，0<a<b<c<1，將P?U特性曲線分成四個(gè)區(qū)間，根據(jù)S_k在S曲線四個(gè)區(qū)間中的分布，賦予每個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)的步長(zhǎng)系數(shù)L，根據(jù)對(duì)應(yīng)的步長(zhǎng)系數(shù)L，設(shè)置步長(zhǎng)調(diào)整比例因子N得到占空比調(diào)整步長(zhǎng)D_s，從而可以實(shí)現(xiàn)在距離最大功率點(diǎn)較遠(yuǎn)位置時(shí)使用較大步長(zhǎng)，減少跟蹤時(shí)間，在距離最大功率點(diǎn)較近的位置時(shí)能夠提高跟蹤的精度，提高輸出功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分區(qū)間自尋優(yōu)MPPT太陽能發(fā)電控制方法。

背景技術(shù)

隨著不可再生能源開發(fā)和利用對(duì)于環(huán)境所帶來的傷害日益劇增，對(duì)于新能源的開發(fā)與利用也越來越受到各國(guó)的重視。在太陽能光伏發(fā)電中，由于光伏電池受到不同光照與溫度等因素的影響，導(dǎo)致了其輸出的功率與電壓以及電流與電壓都呈現(xiàn)出非線性的特點(diǎn)。但是在某一特定的環(huán)境下光伏電池存在一個(gè)最大功率點(diǎn)(MPP)。所以，在利用光伏電池與負(fù)載之間增加一個(gè)最大功率跟蹤(MPPT)環(huán)節(jié)來提高增加發(fā)電系統(tǒng)的能源利用效率。

對(duì)于最大功率跟蹤的研究方法一般有電導(dǎo)增量法、擾動(dòng)觀察法、開路電壓法，人工智能方法等。對(duì)于人工智方法，例如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊算法等，此類的算法存在設(shè)計(jì)難度大，硬件成本高，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。傳統(tǒng)方法體現(xiàn)出了它們獨(dú)特的特點(diǎn)：成本低、控制容易實(shí)現(xiàn)等。但是在傳統(tǒng)方法中擾動(dòng)步長(zhǎng)一般為固定的，這就會(huì)造成在最大功率點(diǎn)附近形成功率震蕩，造成功率損耗；與此同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)在追尋最大功率點(diǎn)時(shí)沒有辦法兼顧追蹤時(shí)間和追蹤精度。在普通變步長(zhǎng)算法中可以一定程度緩解固定步長(zhǎng)帶來的缺點(diǎn)，但是對(duì)于步長(zhǎng)因子的選擇會(huì)給系統(tǒng)帶來不同程度得影響。本文在變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量的基礎(chǔ)上為了優(yōu)化步長(zhǎng)因子的選擇提出了一種分區(qū)間自尋優(yōu)MPPT太陽能發(fā)電控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明根據(jù)傳統(tǒng)變步長(zhǎng)方法在光伏系統(tǒng)中最大功率跟蹤的應(yīng)用中變步長(zhǎng)因子選擇不合理導(dǎo)致存功率精度不高與追蹤速度較慢且兩者無法兼顧的缺點(diǎn)，目的在于提供了實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單的一種分區(qū)間自尋優(yōu)MPPT太陽能發(fā)電控制方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種分區(qū)間自尋優(yōu)MPPT太陽能發(fā)電控制方法，包括以下步驟：

步驟1，建立太陽能電池的等效模型與升壓模型，并在太陽能電池的等效模型上根據(jù)不同光(S)與溫度(T)下建立光伏電池輸出功率與電壓曲線模型，即P-U特性曲線；

步驟2，利用升壓模型實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電池輸出功率與電壓曲線模型最大功率點(diǎn)的追蹤；基于光伏電池輸出功率與電壓曲線模型建立曲線，S＝0點(diǎn)即為最大功率點(diǎn)處；

步驟3，采樣光伏電池當(dāng)前k時(shí)刻的電壓U(k)和電流I(k)，與前一時(shí)刻的電壓U(k-1)和電流I(k-1)，計(jì)算得出ΔU_k＝U(k)-U(k-1)，ΔI_k＝I(k)-I(k-1)，ΔP_k＝U(k)·I(k)-U(k-1)·I(k-1)；

步驟4，設(shè)置閥值參數(shù)a、b、c，0&lt;a&lt;b&lt;c&lt;1，將P-U特性曲線分成四個(gè)區(qū)間，根據(jù)計(jì)算出k時(shí)刻的S_k，根據(jù)S_k在S曲線四個(gè)區(qū)間中的分布，賦予每個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)的步長(zhǎng)系數(shù)L；

步驟5，根據(jù)每個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)的步長(zhǎng)系數(shù)L，設(shè)置步長(zhǎng)調(diào)整比例因子N可以得到占空比調(diào)整步長(zhǎng)D_s；