光伏发电系统最大功率点跟踪基于温度变化的控制方法及装置

摘要

本发明涉及一种光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)基于温度变化的控制方法及装置。主要是解决现有控制方法存在着无温度跟踪和整体输出效率低的技术问题。本发明的技术方案是：光伏发电系统最大功率点跟踪基于温度变化的控制方法，其根据公式，计算出光伏发电阵列基于温度变化的功率电压曲线上的电压增量即电压搜索步长Δupv(t，ΔT)，通过控制该电压增量，动态寻找与温度变化相关的实时功率计算值ΔP(t，ΔT)，若无温度变化，按传统方法控制；若温度变化，及时动态调整电压搜索步长，寻找与该温度变化相关的实时功率计算值ΔP(t，ΔT)，实现对光伏发电阵列最大功率点跟踪的控制。该装置包括实时环境温度检测信息辅助电路1和主控制电路2等电路。

主权项

一种光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)基于温度变化的控制方法，其特征是：根据下列公式，计算出光伏发电阵列基于温度变化的功率电压曲线上的电压增量即电压搜索步长Δupv(t，ΔT)，通过控制该阵列功率电压曲线上的电压增量即电压搜索步长Δupv(t，ΔT)，动态寻找阵列功率电压运行曲线上的与温度变化相关的实时功率计算值ΔP(t，ΔT)，若无温度变化，ΔT＝0，则电压搜索步长Δupv(t，ΔT)，实时功率计算值ΔP(t，ΔT)即为脉冲宽度调制(PWM)电路和升降压斩波电路上的控制量，按传统方法控制；若温度变化，及时动态调整电压搜索步长Δupv(t+1，ΔT)，使之跳跃至所处温度的功率电压运行曲线上，寻找与该温度变化相关的实时功率计算值ΔP(t，ΔT)，从而实现对光伏发电阵列最大功率点跟踪(MPPT)的控制；所述公式为：Δu0(t，ΔT)＝KΔupv(t‑1，ΔT)(1‑aΔT)(1+bΔT)    (1)公式(1)中，Δu0(t，ΔT)是t时刻光伏阵列与温度增量ΔT相关的实时采集计算的等效开路电压的增量，K是升降压斩波电路占空比调整系数，Δupv(t‑1，ΔT)是前一时刻的实时采集计算的光伏阵列与温度增量ΔT相关的等效直流电压增量，ΔT是t‑1到t时刻的温度增量，a、b为温度变化系数：a＝0.0025/℃，b＝0.5/C；ΔIsc(t，ΔT)＝ΔIsc(t‑1)(1+aΔT)         (2)公式(2)中，ΔIsc(t，ΔT)是t时刻光伏阵列与温度增量ΔT相关的实时采集计算的等效短路电流增量，ΔIsc(t‑1，ΔT)是前一时刻与温度增量ΔT相关的实时采集计算的光伏阵列等效短路电流增量； Δ I pv ( t , ΔT ) = Δ I sc ( t , ΔT ) { 1 - [ exp ( Δ u pv ( t - 1 , ΔT ) Δ u 0 ( t - 1 , ΔT ) ) - 1 ] } - - - ( 3 ) 公式(3)中，ΔIpv(t，ΔT)是t时刻光伏阵列发出的与温度增量ΔT相关的等效直流电流增量，Δu0(t‑1，ΔT)是t‑1时刻光伏阵列与温度增量ΔT相关的实时采集计算的等效开路电压的增量，Δupv(t，ΔT)＝ΔIpv(t，ΔT)Zth(t，ΔT)   (4)公式(4)中，Δupv(t，ΔT)是t时刻光伏阵列发出的与温度增量ΔT相关的等效直流电压增量，Zth(t，ΔT)是t时刻X，Y两点至电力系统侧的与温度增量ΔT相关的等效戴维南阻抗；ΔP(t，ΔT)＝Δupv(t，ΔT)ΔIpv(t，ΔT)    (5)公式(5)中，ΔP(t，ΔT)是t时刻光伏阵列的与温度增量ΔT相关的实时功率计算值。