[發明專利]一種基于無穩態振蕩極值搜索的光伏峰值功率跟蹤方法

有效

• 申請號: 201910530715.0
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110262618B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 殷春;王鵬;楊曉;程玉華;張闊;黃雪剛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種基于無穩態振蕩極值搜索的光伏峰值功率跟蹤方法，通過對局部陰影下光伏最大功率進行跟蹤，建立光伏陣電池串并聯成光伏陣列模型，然后改變光伏子模塊中的光照強度來模擬實際光伏陣列模型產生局部陰影的情況；給定初始輸入電壓值v₀，采用無穩態振蕩法按照預設時間進行極值搜索，通過判斷兩個相近時間點功率的差值來確定是否達到局部功率極值，如若沒有，則延長搜索時間繼續搜索該初始電壓下的局部功率極值，當判斷達到當前局部極值后更新初始電壓值進行下一個局部功率點的搜索，直到監督達到結束條件停止搜索，實現局部陰影下的光伏峰值功率跟蹤。

技術領域

本發明屬于光伏發電技術領域，更為具體地講，涉及一種基于無穩態振蕩極值搜索的光伏峰值功率跟蹤方法。

背景技術

光伏系統最大功率MPPT控制算法可追蹤光伏電池的最大功率點，使其發電效率更高，但是光伏電池會由于環境溫度、光照強度等其他原因其輸出功率會受到影響。在光照強度照射不均勻時會使輸出功率呈現多個峰值的情況，這是MPPT算法無法解決的，希望有一種能夠快速穩定搜索到多峰極值的方法來解決該問題，較于其他已有的跟蹤方法，當本系統需要在線實時應用其輸出極值時，擾動極值搜索算法自身故有的穩態振蕩會起到不利影響。

如果能夠更穩定的輸出最大功率值會使光伏電池的利用率更高所以希望能夠有更好的方法去保障搜索極值的速度同時提高輸出的穩定性，因此需要提出新的搜索算法。較于一般的極值搜索算法改變比例環節k的大小來確保搜索范圍及速度但是k越大搜索速度雖然越快但輸出會因此而更加不穩定，對于大部分系統這種振動是不愿意接受的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于無穩態振蕩極值搜索的光伏峰值功率跟蹤方法，通過不斷改變光伏陣列模型電壓的初始點遍歷極值點的搜索，以準確實現局部陰影下的光伏峰值功率跟蹤，從而提高搜索效率。

為實現上述發明目的，本發明提出一種基于無穩態振蕩極值搜索的光伏峰值功率跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、建立光伏模型

建立光伏電池串并聯組成的光伏陣列模型，通過設定光伏陣列相關子模塊中的光照值，模擬實際光伏陣列中的局部陰影情況，將電壓作為光伏陣列模型的輸入，功率作為光伏陣列模型的輸出；

(2)、設置無穩態振蕩法極值搜索的初始電壓v₀，設置極值搜索迭代次數i，i＝1,2,3…；

(3)、以初始電壓v₀作為光伏陣列模型輸入，采用無穩態振蕩法極值搜索算法進行時長為t+m的極值搜索，記錄第i次極值搜索時，時刻t的光伏陣列模型的功率P_tⁱ和時刻t+m的功率t和m都是根據實際情況設置的時間參數；

(4)、判斷是否μ表示預設閾值，μ＞0，如果滿足條件，則記錄為第i次極值搜索時的峰值功率，并且記錄其對應的峰值電壓v_i，進入步驟(7)，否則進入步驟(5)；

(5)、延長無穩態振蕩法極值搜索算法的搜索時間，延長的搜索時間為λ+m，λ表示延長時間參數，記錄本次延長搜索時間中時刻λ的功率和時刻λ+m的功率

(6)、判斷是否如果滿足條件，則記錄為第i次極值搜索時的峰值功率，并且記錄其對應的峰值電壓v_i，再進入步驟(7)，否則，返回步驟(5)；

(7)、統計前i次極值搜索的峰值功率以及對應的峰值電壓，選出最大的峰值功率以及對應的峰值電壓，再判斷選出的峰值電壓v_i是否超出設置的初始電壓v₀，如果超出，則極值搜索結束；否則，令初始電壓v₀＝v_i+Kh，K為常數，h為更新搜索步長，再返回步驟(3)。

本發明的發明目的是這樣實現的：