[發(fā)明專利]一種基于電導(dǎo)增量法的變步長光伏MPPT優(yōu)化控制方法

在審

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• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113036803A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李雨澤;魏靜微
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于電導(dǎo)增量法的變步長光伏MPPT優(yōu)化控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：設(shè)定光伏陣列的參考電壓U_ref，設(shè)定循環(huán)參數(shù)n的初始值，n為正整數(shù)，n_i+1＝0，緊接著執(zhí)行步驟2；

步驟2：對第k個工作周期的光伏陣列的輸出電壓U(k)和輸出電流I(k)進行采集，并根據(jù)輸出的電壓U(k)和電流I(k)計算其第k個工作周期的功率值P(k)，并進一步計算出第k個工作周期的功率值P(k)與第k-1個工作周期的功率值P(k-1)之間的功率偏差值△P(k)，令△P＝P(k)-P(k-1)，同理得到△U＝U(k)-U(k-1)，接著執(zhí)行步驟3；

步驟3：比較偏差值的模和上一工作周期的功率比值|△P|/P(k-1)與設(shè)定的閾值△P_tol，若則繼續(xù)執(zhí)行步驟4，則執(zhí)行步驟1，重新采樣輸出電壓U(k)和輸出電流I(k)；

步驟4：比較功率偏差值的絕對值|△P|和設(shè)定的第一正數(shù)閾值ε，借若|△P|ε，接著執(zhí)行步驟5，開始尋找本輪周期的MPPT，否則若|△P|ε，則說明已工作于最大功率點，則記錄該局部最大功率點，接著執(zhí)行步驟11；

步驟5：增量擾動的步長Step隨程序的差商變化而變化，設(shè)定增量擾動的步長接著執(zhí)行步驟6；

步驟6：計算出第k個工作周期的功率值I(k)與第k-1個工作周期的功率值I(k-1)之間的功率偏差值△I(k)，令△I＝I(k)-I(k-1)，且步驟二已知△U≠0，接著執(zhí)行步驟7；

步驟7：當(dāng)太陽能電池板的電導(dǎo)增量與瞬間電導(dǎo)的和大于0時，應(yīng)增加太陽能電池板工作電壓，使其達(dá)到最大功率點；若則執(zhí)行步驟8。否則若時，工作點位于與MPPT右側(cè)，應(yīng)減小太陽能電池板工作電壓，使其達(dá)到最大功率點(MPP)，接著執(zhí)行步驟9；

步驟8：更新參考電壓，U_ref＝U_ref+Step，占空比D相應(yīng)更新，PWM信號的第k+1個工作周期中所述的PWM信號的占空比D(k+1)進行賦值以供第k+1個所述工作周期計算使用，接著執(zhí)行步驟10；

步驟9:更新參考電壓，U_ref＝U_ref-Step；占空比D相應(yīng)更新，計算出的第k+1個工作周期中所述升降壓變換器的PWM信號的占空比D(k+1)進行賦值以供第k+1個所述工作周期計算使用，接著執(zhí)行步驟10；

步驟10:判斷若U_refn_i*0.9*U_oc，則執(zhí)行步驟12，若否，則執(zhí)行步驟1，初始化U_ref重新尋找下一周期的MPP；

步驟11：記錄局部最大功率點，P_max、U_max，接著執(zhí)行步驟12；

步驟12：計數(shù)n_i+1＝n_i+1+1，接著執(zhí)行步驟13；

步驟13：判斷當(dāng)前是否已經(jīng)記錄下m個局部最大功率點，若n_i+1＝m，則執(zhí)行步驟14；否則重新記錄下一周期的光伏電池輸出電壓和輸出電流U(k)和I(k)，重啟程序執(zhí)行步驟1；

步驟14:比較優(yōu)化算法所記錄的所有局部最大功率點，找出全局最大功率點。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電導(dǎo)增量法的變步長光伏MPPT優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述步驟1中，參考電壓U_ref＝n_i*0.75U_oc。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電導(dǎo)增量法的變步長光伏MPPT優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述步驟3中，△P_tol根據(jù)光伏電池板最大額定功率來參考設(shè)定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電導(dǎo)增量法的變步長光伏MPPT優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述步驟4中，第一正數(shù)閾值ε為大于0的正實數(shù)，取值范圍為[0.2-0.5]。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電導(dǎo)增量法的變步長光伏MPPT優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述步驟5中，dP＝P(k)-P(k-1)，dU＝U(k)-U(k-1)，系數(shù)N是在設(shè)計時調(diào)整步長的尺度因子，縮放因子N通過來確定。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電導(dǎo)增量法的變步長光伏MPPT優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述步驟8、9中，預(yù)設(shè)步長D＝D_max，D_max為最大跟蹤步長。