光伏阵列最大功率点跟踪控制方法

摘要

本发明公布了一种用于太阳能光伏发电系统的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法。该方法在传统MPPT方法的基础上，增加了光伏阵列输出特性变化的判断依据，改进了输出特性变化后的MPPT控制策略。当光伏阵列输出特性因阴影或组件故障等原因发生显著变化时，迅速将光伏阵列I-U输出特性上的运行点(U，I)调整到连接坐标原点与(Uoc，Isc)点的直线上，然后从该点出发，采用传统MPPT方法跟踪至光伏阵列的最大功率点。本发明不仅可以快速准确跟踪至光伏阵列多峰输出P-U特性曲线上的全局最大功率点，而且跟踪过程中光伏阵列输出功率因MPPT方法引起的波动较小，具有较好的应用前景。

主权项

光伏阵列最大功率点跟踪控制方法，包括如下步骤：1)光伏发电系统MPPT控制启动时，设置当前温度下对应的光伏阵列开路电压(Uoc)、短路电流(Isc)、迭代步长(Ustep)、判断阈值(εs、εU和εI)、初始电压(U0)、传统单峰值MPPT方法中的参数，令采样点计数k的初始值为1。2)测量并记录初始时刻(t1时刻)光伏阵列的端电压Uk和输出电流Ik(k＝1)。3)计算光伏阵列I‑U特性曲线上当前运行点(Uk，Ik)与坐标原点连线斜率的倒数(Uk/Ik)，以及点(Isc，Uoc)与坐标原点连线斜率的倒数(Uoc/Isc)，如果|Uk/Ik‑Uoc/Isc|＞εs，(εs为判断阈值)，跳转步骤4)；否则令光伏阵列的输出端电压参考值U＝Uk，并跳转至步骤6)。4)如果Uk/Ik＜Uoc/Isc，则令光伏阵列的端电压参考值U＝Uk+Ustep；否则U＝Uk‑Ustep。Ustep为预设的迭代步长。5)令k＝k+1，测量并记录tk时刻的Uk和Ik。返回步骤3)。6)令k＝k+1，并采用传统MPPT方法(变步长P&O方法、电导增量法等)确定tk时刻光伏阵列端电压的参考值U。7)测量并记录tk时刻的Uk和Ik。8)以光伏阵列开路电压Uoc为基准，计算tk及tk‑1时刻光伏阵列输出端电压Uk和Uk‑1的相对偏差ΔU％，即：ΔU％＝|Uk‑Uk‑1|/Uoc；以光伏阵列短路电流Isc为基准，计算tk及tk‑1时刻光伏阵列输出电流Ik和Ik‑1的相对偏差ΔI％，即：ΔI％＝|Ik‑Ik‑1|/Isc。9)如果满足ΔU％＜εU并且ΔI％＞εI，(εU和εI为判断阈值)，说明光伏阵列的输出特性(I‑U特性、P‑U特性)发生了变化(可能由阴影、组件故障等原因引起)，那么跳转至步骤3)，否则返回步骤6)。