[發明專利]一種估計光伏陣列多峰MPPT的方法

在審

• 申請號: 201910559586.8
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN112148058A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 杜猛;慶辰·曹;陳海華
• 申請（專利權）人: 杜猛
• 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

一種估計光伏陣列多峰最大功率點跟蹤(MPPT)的方法，包括以下步驟：(1)根據最多可能存在的電流階梯，每個階梯選取至少5個點，將輸出電壓從開路電壓到0按照最大階梯數目的至少5倍進行平分，每個電壓節點為采樣測量點；(2)從開路電壓開始依次減小地掃描光伏陣列的輸出電壓，直至為0，根據掃描到的測量點信息計算：U?I特性曲線的階梯數目、平穩電流和每個階梯的長度，其中階梯的編號從U?I特性曲線的右邊向左邊逐漸增大；(3)基于每個階梯的所述平穩電流、階梯的長度計算估計電壓，并計算每個階梯的最大功率點功率估計值；(4)比較各個最大功率點功率估計值，得到最終全局峰值所在區間，并在該區間進行單峰最大功率點跟蹤控制，得到最大功率點。

技術領域

本發明涉及光伏領域，特別涉及一種估計光伏陣列多峰最大功率點跟蹤(MPPT)的方法。

背景技術

因為光伏電池板輸出特性的非線性，導致光伏陣列最大輸出功率隨著光照強度和溫度的變化而改變，因此光伏發電中進行最大功率點跟蹤控制十分重要。傳統的光伏電池最大功率點跟蹤控制主要是針對單峰情況，而隨著光伏陣列規模的增大，實際光伏陣列在光照不平衡時其輸出特性曲線可能呈現多個局部最大值(多峰)，此時采用傳統的單峰最大功率跟蹤算法很容易收斂于局部峰值而非全局峰值，造成光伏電池輸出功率的浪費。隨著光伏發電的應用越來越廣泛，光伏電站容量不斷增大，多峰的情況也越來越多，因此，多峰情況下最大功率點跟蹤方法的研究得到國內外學者越來越多的重視。現有的多峰最大功率點跟蹤方法算法復雜，且需要額外硬件成本。

通過對光伏電池的輸出特性進行分析，提出了一種估計多峰MPPT方法，擁有較低的復雜度和運算量以及較快的跟蹤速度。

發明內容

本文提出了一種近似估計的多峰MPPT方法，基于光伏陣列的U-I特性曲線，通過數學公式推導，給出了較完整的理論證明，根據電池板特性，改進了功率近似估計的方法，直接求得了每個區間最大功率的估計值，減小了功率估計值與實際最大功率值的誤差。本方法也無需每串電池板都配置一個電流傳感器，節約了硬件成本。

有鑒于此，本發明設計了一種估計光伏陣列多峰MPPT的方法。

一種估計光伏陣列多峰最大功率點跟蹤(MPPT)的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)根據最多可能存在的電流階梯，每個階梯選取至少5個點，將輸出電壓從開路電壓到0按照最大階梯數目的至少5倍進行平分，每個電壓節點為采樣測量點；

(2)從開路電壓開始依次減小地掃描光伏陣列的輸出電壓，直至為0，根據掃描到的測量點信息計算：U-I特性曲線的階梯數目、平穩電流和每個階梯的長度，其中階梯的編號從U-I特性曲線的右邊向左邊逐漸增大；

(3)：基于每個階梯的所述平穩電流、階梯的長度計算估計電壓，并計算每個階梯的最大功率點功率估計值；

(4)比較各個最大功率點功率估計值，得到最終全局峰值所在區間，并在該區間進行單峰最大功率點跟蹤控制，得到最大功率點。

優選的，所述計算每個階梯的最大功率點功率估計等于所述平穩電流與估計電壓的乘積。

優選的，所述方法還包括：在掃描的過程中，根據已測點的信息，分析出已有的階梯平穩電流和階梯長度，估計已知階梯的最大功率點功率大小，并預測剩余階梯的最大功率點功率。

優選的，當已知階梯的最大功率估計值大于所有其它已知階梯的最大功率估計值，也大于預計的剩余階梯的最大功率估計值，則得到最終全局峰值所在區間，結束掃描。

優選的，每個階梯的最大功率點功率估計P_{es_x}計算方式如下：