[發明專利]一種電導增量與線性外推組合的最大功率點追蹤方法

有效

• 申請號: 202011308210.9
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112380717B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 曹迪;黃霆豪;謝敏杰;雷艷靜;李偉
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/06
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

1.一種電導增量與線性外推組合的最大功率點追蹤方法，用于混合微能源采集系統的最大功率點追蹤，其特征在于，所述電導增量與線性外推組合的最大功率點追蹤方法，包括：

步驟1、獲取所述混合微能源采集系統的輸出電流、工作電壓，得到混合微能源采集系統的電流-電壓特性曲線、功率-電壓特性曲線；

步驟2、初始化當前工作點A：初始化工作點A的占空比d(t)，輸出電流i_PV＝i(t)，工作電壓v_PV＝v(t)，t＝0，t表示迭代次數；

步驟3、判斷當前環境下的工作點A是否為全局最大功率點，過程如下：

步驟3.1：根據電流-電壓特性曲線計算混合微能源采集系統中電導、電流關于電壓求導的絕對值分別為：

式中，g_DC表示電導，di_PV為輸出電流的微分，dv_PV為工作電壓的微分，g_ac為電流關于電壓求導的絕對值；

步驟3.2：在混合微能源采集系統的電流-電壓特性曲線中，基于電導增量法的最大功率點判斷規則如下：

步驟3.3：定義Δg＝g_DC-g_ac，設定閾值系數ε，計算得到工作點A處的Δg記為Δg_A，當Δg_A≤ε時，根據公式(3)所示基于電導增量法的最大功率點判斷規則，得到全局最大功率點的工作電壓V_GMPP＝v(0)，并返回步驟1；當Δg_A＞ε時，根據公式(3)所示基于電導增量法的最大功率點判斷規則，得到V_GMPP≠v(0)，則進入步驟4；

步驟4、基于線性外推法，判斷工作點A所在的電流-電壓特性曲線是否滿足線性函數表達式，若工作點A所在的電流-電壓特性曲線滿足線性函數表達式，則進入步驟5；否則進行步驟6；

步驟5、利用線性函數表達式求得局部最大功率點的功率

步驟6、利用電導增量法求得局部最大功率點的功率

步驟7：記錄最大功率點的功率

步驟8：基于反向電導增量法，求得工作點B的坐標，過程如下：

步驟8.1：初始化工作點B的坐標(v(t)，i(t))，t＝0，t表示迭代次數；

步驟8.2：基于公式(1)和公式(2)計算工作點B對應的g_DC和g_ac，根據Δg＝g_DC-g_ac計算得到工作點B處的Δg記為Δg_B；

步驟8.3：若Δg_B＞0，則當前外部環境下工作點B處斜率為正，并計算求得v(t+1)＝v(t)+Δv，Δv為調整的電壓步長；

步驟8.4：若Δg_B＜0，則當前外部環境下工作點B處斜率為負，并計算求得v(t+1)＝v(t)-Δv；

步驟8.5：記錄參數T＝t時，判斷工作點B輸出功率是否為0，過程如下：

步驟8.5.1：若i(T)×v(T)＝0，則工作點B輸出功率為0，進入步驟8.6；

步驟8.5.2：若i(T)×v(T)≠0，則工作點B輸出功率不為0，進入步驟8.7或步驟8.8；

步驟8.6：基于當前工作點B的坐標，更新占空比獲得工作點B的坐標，過程如下：

步驟8.6.1：若i(T)＝0，則更新占空比為0.1，t＝T+1，記錄此時工作點B的坐標(v(t)，i(t))，并進入步驟9；

步驟8.6.2：若v(T)＝0，則更新占空比為0.9，t＝T+1，記錄此時工作點B的坐標(v(t)，i(t))，并進入步驟9；

步驟8.7：若Δg_B＞0，求得工作點B的坐標(v(t)，i(t))，過程如下：

步驟8.7.1：賦值t＝T-1，并基于賦值后的t對應的v(t)，i(t)更新Δg_B；

步驟8.7.2：若更新后的Δg_B＞0，則返回步驟8.3；

步驟8.7.3：若更新后的Δg_B＜0，則更新工作點B的工作電壓為v(t)＝v(T)，輸出電流為i(t)＝i(T)，記錄此時工作點B的坐標(v(t)，i(t))，并進入步驟9；

步驟8.8：若Δg_B＜0，求得工作點B的坐標(v(t)，i(t))，過程如下：

步驟8.8.1：賦值t＝T-1，并基于賦值后的t對應的v(t)，i(t)更新Δg_B；

步驟8.8.2：若更新后的Δg_B＜0，則返回步驟8.4；

步驟8.8.3：若更新后的Δg_B＞0，則更新工作點B的工作電壓為v(t)＝v(T)，輸出電流為i(t)＝i(T)，記錄此時工作點B的坐標(v(t)，i(t))，并進入步驟9；

步驟9：基于線性外推法，判斷工作點B所在的電流-電壓特性曲線是否滿足線性函數表達式，若工作點B所在的電流-電壓特性曲線滿足線性函數表達式，則利用線性函數表達式求得局部最大功率點的功率否則利用電導增量法求得局部最大功率點的功率

步驟10：記錄最大功率點的功率

步驟11：比較P_MPP1與P_MPP2的大小，求得全局最大功率點的功率P_GMPP，過程如下：

步驟11.1：若P_MPP1≥P_MPP2，則P_GMPP＝P_MPP1；

步驟11.2：若P_MPP1＜P_MPP2，則P_GMPP＝P_MPP2；

步驟12：重復步驟1～11，更新全局最大功率點，直至Δg_B≤ε時，停止迭代，輸出全局最大功率點的功率P_GMPP。