一种正弦扰动的光伏MPPT非线性控制方法

摘要

本发明公开了太阳能发电领域内的一种正弦扰动的光伏MPPT非线性控制方法，其基于增量电导法研究了前置电容动态过程在MPPT中的作用，利用反步法设计了MPPT非线性控制器，针对增量电导法对参数精度要求高的特点，提出设定电流正弦扰动和利用DFT提取扰动值的方法，提高了计算增量电导的精度和速度，通过非线性控制器的设计，保证了系统稳定性，实现了MPPT和电流一体化控制，避免了常规控制中繁琐的逻辑控制，可用于太阳能发电中。

主权项

一种正弦扰动的光伏MPPT非线性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采集主电路中光伏电池的输出电流i_in、输出电压u_in、DC/DC电路的输入电流i₁、主电路的输出电压u_o，并将其送入数字信号处理器；2)数字信号处理器利用公式1计算出DC/DC电路的输入电流i₁的设定值i_set，$i_{\mathrm{set}}=i_{\mathrm{in}}+\frac{C_{\mathrm{in}}}{k_{\mathrm{pum}}}(K_{\mathrm{Mp}}\frac{\mathrm{dp}}{{\mathrm{du}}_{\mathrm{in}}}+K_{\mathrm{Mi}}\int \frac{\mathrm{dp}}{{\mathrm{du}}_{\mathrm{in}}}\mathrm{dt})······\left(1\right),$其中，p＝u_ini_in，k_pum为的最大值，K_Mp为MPPT控制环比例系数，K_Mi为MPPT控制环积分系数；3)数字信号处理器利用公式2计算出DC/DC电路中开关管之间的移相角s，$s=\frac{{\mathrm{Nu}}_o+L_f\frac{d_{\mathrm{set}}}{\mathrm{dt}}-K_p(i_1-i_{\mathrm{set}})-K_i\int (i_1-i_{\mathrm{set}})\mathrm{dt}}{{2N}^2{u}_{\mathrm{in}}}······\left(2\right),$其中，N为高频变压器的输入输出匝数比，L_f为输出滤波电感，C_f为输出滤波电容，K_p为电流环比例系数，K_i为电流环积分系数；4)数字信号处理器根据得到的移相角s发出控制信号控制DC/DC电路中的开关管工作，从而实现主电路最大功率输出。