[發明專利]一種提升控制精度的MPPT方法、系統

有效

• 申請號: 202110015795.3
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112817365B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 顏云嶺;王鵬程;王成瑞;吳國棟;李作才;裴杰;曹傳釗;曹曦
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能泰山新能源有限公司
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67;H02S40/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 崔方方

本發明公開了一種提升控制精度的MPPT方法、系統，屬于新能源控制領域。本發明所述的一種提升控制精度的MPPT方法，根據系統的采樣精度，選取合適的采樣n個數；根據控制系統功率等級，選取合適的擾動閾值ΔP；根據光伏陣列輸出功率變化的快慢，選擇不同的擾動步長ΔU與擾動周期T，以實現不同工況下最大功率點的快速跟蹤，進而提高MPPT效率。

技術領域

本發明屬于新能源控制技術領域，具體涉及一種提升控制精度的MPPT方法、系統。

背景技術

新能源行業的迅速發展，對控制系統的各項性能指標提出了更高要求。其中，如何提高控制的最大功率跟蹤(MPPT)效率，一直是研究熱點。

目前已成熟應用了多種MPPT控制方法，如常用的恒定電壓法、擾動觀測法、導納增量法、dP-PO方法等[1]。

常用的擾動觀測法，通過周期性的改變光伏陣列輸出電壓U(k)，達到調整光伏陣列輸出功率P(k)的目的。具體方案如下：采樣光伏陣列當前周期的輸出電流I(k)、輸出電壓U(k)，計算當前周期的輸出功率P(k)，與上一周期的輸出功率P(k-1)作比較。當P(k)≥P(k-1)時，按原來方向變化光伏陣列輸出電壓U(k)；當P(k)＜P(k-1)時，按相反方向變化光伏陣列輸出電壓U(k)。

光伏發電系統是一個非線性、易受干擾的復雜系統[2]，現有技術大多對電壓電流采樣濾波后進行MPPT控制，影響了控制的精確性。另一方面，其擾動的步長是固定的，所以在最大功率點處會存在功率的來回振蕩，存在功率損失。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提升控制精度的MPPT方法、系統，以解決現有技術中MPPT方法不夠精確的問題。

為實現上述目的，采用如下技術方案：

一種提升控制精度的MPPT方法，包括以下步驟：

在第k個擾動周期，采樣光伏陣列n個采樣周期，將第x個采樣周期的輸出電流記做I_k(x)、輸出電壓記做U_k(x)；

在第k-1個擾動周期，采樣光伏陣列n個采樣周期，將第x個采樣周期的輸出電流記做I_k-1(x)、輸出電壓記做U_k-1(x)；

計算出在第k個擾動周期內的n個采樣周期的輸出總功率P(k)；

計算出在第k-1個擾動周期內的n個采樣周期的輸出總功率P(k-1)；

計算P(k)和P(k-1)的差值，得到ΔP(k)；

依據ΔP(k)和功率擾動閾值ΔP的大小關系對擾動方向A進行調整。

優選的，還包括以下步驟：

計算第k個擾動周期的指令電壓U_ref(k)，將指令電壓U_ref(k)作為光伏逆變器的電壓輸入。

優選的，指令電壓U_ref(k)的計算方式如下：

U_ref(k)＝U_ref(k-1)+A*ΔU

式中：A為擾動方向；ΔU為擾動步長；U_ref(k-1)為第k-1個擾動周期的指令電壓。

優選的，P(k)的計算方式如下：

優選的，P(k-1)的計算方式如下：

優選的，依據ΔP(k)和功率擾動閾值ΔP的大小關系對擾動方向A進行調整，具體為：

當ΔP(k)＞ΔP時，保持原擾動方向A＝1*A；