[發(fā)明專(zhuān)利]一種直接計(jì)算的光伏最大功率點(diǎn)跟蹤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010596020.5
• 申請(qǐng)日: 2020-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111679713B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏之秋;王春鵬;趙婷婷;候占武;楊盛;李瀟瀟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05F1/67
• 分類(lèi)號(hào): G05F1/67
• 代理公司: 濟(jì)南信達(dá)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 37100
• 代理人: 潘悅梅

1.一種直接計(jì)算的光伏最大功率點(diǎn)跟蹤方法，其特征在于包括：光伏陣列、采樣模塊、MPPT計(jì)算模塊、PWM驅(qū)動(dòng)模塊、Boost升壓模塊以及負(fù)載/逆變器模塊；所述采樣模塊的輸入端與所述光伏陣列輸出端連接，所述采樣模塊的輸出端與所述MPPT計(jì)算模塊輸入端連接，所述MPPT計(jì)算模塊輸出端與所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊輸入端連接，所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊輸出端與所述Boost升壓模塊輸入端連接，所述Boost升壓模塊輸出端與所述負(fù)載/逆變器模塊輸入端連接；

所述采樣模塊包括電壓采樣模塊和電流采樣模塊，電壓采樣模塊和電流采樣模塊分別與所述光伏陣列輸出端連接，用于實(shí)時(shí)采集光伏陣列的輸出電壓和輸出電流，并發(fā)送給MPPT計(jì)算模塊；

所述Boost升壓模塊包括MOSFET開(kāi)關(guān)管，所述MOSFET開(kāi)關(guān)管的輸入端與所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接；

該方法具體包括如下步驟：

步驟1：計(jì)算理想的伏安特性方程中參數(shù)I₀、的值

(1)根據(jù)理想的伏安曲線(xiàn)方程：

式中，I_sc為太陽(yáng)能電池的短路電流，T是電池板的絕對(duì)溫度，u為電池板電壓值，i為電池板電流值，I₀和為需要計(jì)算的參數(shù)；

(2)電池板的系統(tǒng)標(biāo)定值：在標(biāo)準(zhǔn)日照和溫度的條件下，最大輸出功率P_max、最大工作電壓U_pm0、最大工作電流I_pm0、開(kāi)路電壓U_oc0、短路電流I_sc0的值；

(3)將電池板參數(shù)值代入到上述的伏安曲線(xiàn)方程中，推導(dǎo)出只有一個(gè)未知數(shù)I₀的一維方程，采用二分法或遺傳算法求解出I₀的值，從而計(jì)算出參數(shù)的值；

步驟2：計(jì)算當(dāng)前短路電流、開(kāi)路電壓和溫度值

(1)根據(jù)所述采樣模塊檢測(cè)當(dāng)前的電流和電壓值，得出電壓值u₁，電流值i₁；改變所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊占空比的值，根據(jù)所述采樣模塊再次檢測(cè)電流和電壓值，得出電壓值u₂，電流值i₂；上述檢測(cè)過(guò)程需要在極短的時(shí)間內(nèi)完成，將得出的電流和電壓值送入所述MPPT計(jì)算模塊；

(2)將(1)中得出的值代入到步驟1中的伏安曲線(xiàn)方程中，推導(dǎo)出只有一個(gè)未知數(shù)I_sc的一維方程，采用二分法或遺傳算法求解出I_sc的值，從而得出當(dāng)前溫度T以及開(kāi)路電壓U_oc的值；

步驟3：計(jì)算最大功率點(diǎn)電壓值的經(jīng)典方程：

如果令功率對(duì)電壓的導(dǎo)數(shù)值等于零，以及令則可以得出計(jì)算最大功率點(diǎn)電壓值的經(jīng)典方程：

步驟4：采用二分法或遺傳算法求出經(jīng)典方程中y的值：

(1)采用二分法計(jì)算y的值

根據(jù)上述的經(jīng)典方程得出模型：

上述模型可以通過(guò)二分法計(jì)算出y的值；

(2)采用遺傳算法計(jì)算y的值

建立優(yōu)化模型：

將其作為遺傳運(yùn)算的目標(biāo)函數(shù)，采用遺傳算法求解此優(yōu)化模型，從而計(jì)算出y的值；

最后通過(guò)步驟3中的公式可以從y值求解出電壓u的值，即為最大功率點(diǎn)電壓u_pm的值；

步驟5：將計(jì)算得出的最大功率點(diǎn)電壓值u_pm賦值給所述PWM驅(qū)動(dòng)模塊。