光伏发电系统中最大功率点跟踪的双层嵌套搜索方法

摘要

本发明公开了一种光伏发电系统中最大功率点跟踪的双层嵌套搜索方法，属于光伏发电系统中最大功率点跟踪领域。该方法通过内、外两层的算法结构，实现对功能的明确划分：外层控制算法对初始搜索区间进行压缩，完成功率点的定界；内层算法在压缩后的区间内搜索最大功率点，采用等步长扰动观测法来满足设计要求。在外界环境条件发生剧烈变化时，本方法可以通过转换机制及时调整区间范围，保证了该方法具有较强的适应能力。通过以上的嵌套结构进行算法设计，可以在增强系统对环境变化适应能力的同时，使算法具有结构清晰、功能明确、实现简单等优点。

主权项

一种光伏发电系统中最大功率点跟踪的双层嵌套搜索方法，其特征在于：该方法由内、外两层控制算法和转换机制构成，具体执行过程如下：算法开始后进行系统初始化和变量初始化，然后进入外层控制算法；(1)外层控制算法采用三点相等区间消去法完成功率点的定界首先进行第一次区间压缩：在选取的初始搜索区间上确定三个等分点，通过PWM驱动电路进行大步长的占空比调整，改变输出电压，然后提取太阳能电池板输出端的电压和电流值，并计算得出功率值，从而得到三个等分点对应的功率值；通过比较上述三个功率值，将最大功率点的取值范围压缩为初始搜索区间的1/2，得到新的搜索区间，然后在该新的搜索区间进行第二次区间压缩，压缩过程与第一次相同；经过三次相同的区间压缩过程，将搜索区间压缩为初始搜索区间的1/8，得到最终搜索区间，然后转入内层控制算法；(2)内层控制算法在最终搜索区间内运用扰动观测法追踪最大功率点内层控制算法采用等步长扰动观测法，选取最终搜索区间内任意一点作为初始点开始搜索，提取太阳能电池板输出端的电压和电流值，并计算得出功率值，通过比较前后两点的功率值，调整占空比的变化方向，完成对最大功率点的跟踪，其中：所述前后两点是指搜索过程中相隔一个步长的前后两点；当外界环境剧烈变化，最大功率点变化到最终搜索区间以外时，则进入步骤(3)的转换机制；(3)转换机制：包括越界激发和定时激发先进行越界激发，后进行定时激发；越界激发在内层控制算法运行中，当最终搜索区间的边界值为极值，则跳转到外层控制算法重新定界，即重新对初始搜索区间进行压缩；定时激发是对最终搜索区间的重新调整，设定时间长度作为激发条件，当在内层控制算法运行达到设定时间后，则转入外层控制算法重新定界，即重新对初始搜索区间进行压缩。