一种考虑光照变化的光伏电源极值搜索系统及方法

摘要

本发明涉及一种考虑光照变化的光伏电源极值搜索系统及方法，包括：光伏板、PWM信号发生器、PI调节器、传感器、自适应控制算子模块、电流扰动算子模块、变步长扰动算子模块；因此本发明将考虑光照变化的光伏电源极值搜索系统，设置自适应控制算子模块、电流扰动算子模块和变步长扰动算子模块；实现了对经典电流量的观察扰动方法进行改进，增加了光伏电源电流扰动量变步长算子模块和光伏运行点自适应控制算子凝胶，实现了在不同光照条件下光伏电源快速、稳定的调整运行点，以追踪最大功率。本发明的结构简单，操作方便，较好地解决了传统的扰动观察法具有在最大功率点附近振荡的问题，影响系统稳定性的技术问题。

主权项

一种考虑光照变化的光伏电源极值搜索方法，其特征在于，该考虑光照变化的光伏电源极值搜索方法包括：步骤一，首先初始化电流扰动量ΔI(k)，其中k为迭代次数，取ΔI(k)＝0.05Isc，Isc为光伏阵列短路电流；步骤二，测量当前光伏阵列出口电压V_pv(k)、光伏阵列出口电流I_pv(k)和太阳光照强度S；步骤三，计算当前光伏阵列输出功率P_pv(k)＝V_pv(k)×I_pv(k)；步骤四，校验当前光伏阵列出口电流I_pv(k)是否满足运行条件约束，约束条件如下：2I_MPP‑I_sc≤I_pv(k)≤I_sc，其中I_MPP为最大功率下的出口电流，如果约束条件满足，转步骤五进入电流扰动算子；如果约束条件不满足，转步骤八进入自适应控制算子；步骤五，电流扰动算子，基于经典扰动观察法；最终得到参考电流I_ref＝I_pv(k)+sign(I_pv(k)‑I_pv(k‑1))*sign(P_pv(k)‑P_pv(k‑1))*ΔI(k)，同时更新P_pv(k‑1)＝P_pv(k)、I_pv(k‑1)＝I_pv(k)；步骤六，变步长扰动算子实现动态调节扰动步长，实现在最大功率点附近减小扰动步长的效果，变步长调节量为其中令m₁+m₂＝1，根据实际工程中选择，使用m₁＝0.6，m₂＝0.4，另外M＝sign(P_pv(k)‑P_pv(k‑1))+sign(P_pv(k‑1)‑P_pv(k‑2))；步骤七，更新ΔI(k)＝ΔI_F，返回步骤二；步骤八，自适应控制算子根据太阳光照强度的突变，参考短路电流法动态调节扰动步长，增大扰动步长快速逼近最大功率点，提高极值追踪效率，参考电流和自适应步长调节量分别具体计算如下：$\left\{\begin{array}{c}{I}_{\mathrm{ref}}=\frac{(1+k_{\mathrm{sc}})I_{\mathrm{sc}}(S_{\mathrm{nom}},T_{\mathrm{nom}})K_A}{2S_{\mathrm{nom}}}S\\ \Delta I_C=\frac{(1-k_{\mathrm{sc}})I_{\mathrm{sc}}(S_{\mathrm{nom}},T_{\mathrm{nom}})K_A}{{\mathrm{NS}}_{\mathrm{nom}}}S\end{array}\right.,$其中S_nom,T_nom,I_sc(S_nom,T_nom)分别为标准测试条件下的光照强度、温度以及由所确定的光伏板短路电流函数，K_A为光伏板老化寿命修正系数，取经验值0.55，k_sc为光伏电源极值追踪短路电流法比例系统，取0.78～0.92，平均值0.85，S为当前太阳光照强度，N为光伏阵列中光伏板数量；步骤九，更新P_pv(k‑1)＝P_pv(k)、I_pv(k‑1)＝I_pv(k)、I_pv(k)＝I_ref、ΔI(k)＝ΔI_C，返回步骤二；步骤十，当ΔP_pv＝0时，则当前光伏阵列运行在新的最大功率点上，计算流程结束。