独立光伏发电系统用的最大功率点快速跟踪方法

摘要

本发明涉及一种独立光伏发电系统用的最大功率点快速跟踪方法，进行光伏电池组件电压预定位，启动扰动观察算法；采集扰动启动输出电压和电流得扰动启动输出功率，改变扰动脉宽调制占空比，采集扰动输出电压和电流得扰动输出功率，判断扰动输出功率与扰动起点功率，相同即为最大功率点，停止扰动观察算法，记录、锁定并更新扰动起点电压和占空比；不相同改变占空比后重新跟踪新的最大功率点；按时间隔周期得到间隔输出功率及功率相对变化率和温度相对变化精度，确定是否继续锁定更新后的扰动起点输出电压。本发明启动迅速，运算方便可靠，具有间歇扰动特性，能够有效提高光伏发电系统的转换效率并降低系统控制的功耗和出错概率。

主权项

一种独立光伏发电系统用的最大功率点快速跟踪方法，其特征在于：按以下步骤进行：(1)、采集光伏电池组件的开路电压值Uoc及当前环境温度T1，设定启动扰动观察算法的指令电压值Uo，其中Uo＝(0.75～0.80)×Uoc，控制光伏电池组件的扰动起点输出电压值U(k)从开路电压值Uoc在0.001～10s内下降至指令电压值UO，启动扰动观察算法；(2)、采集扰动起点时光伏电池组件的扰动起点输出电压U(k)和扰动起点输出电流I(k)，得光伏电池组件的扰动起点输出功率P(k)，其中P(k)＝U(k)×I(k)，并按设定的扰动步长STEP2改变扰动脉宽调制占空比D2，再采集下一时刻光伏电池组件的扰动输出电压U(k+1)和扰动输出电流I(k+1)，得到光伏电池组件的扰动输出功率P(k+1)，其中P(k+1)＝U(k+1)×I(k+1)，判断扰动输出功率P(k+1)与扰动起点输出功率P(k)的关系：a、当扰动输出功率P(k+1)与扰动起点输出功率P(k)相同，扰动输出功率P(k+1)即为光伏电池组件的最大功率点Pmax，维持扰动脉宽调制占空比D2，停止扰动观察算法，并记录光伏电池组件对应的扰动输出电压U(k+1)和扰动脉宽调制占空比D2，将光伏电池组件的扰动起点输出电压U(k)更新为扰动输出电压U(k+1)后并锁定，将初始脉宽调制占空比D1更新为扰动脉宽调制占空比D2；b、在扰动输出功率P(k+1)大于扰动起点输出功率P(k)，按扰动起点同向的扰动方向调节扰动脉宽调制占空比D2，或扰动输出功率P(k+1)小于扰动起点输出功率P(k)，按扰动起点反向的扰动方向调节扰动脉宽调制占空比D2；重新采集更新后扰动起点的光伏电池组件的扰动起点输出电压U(k)和扰动起点输出电流I(k)，得到更新后的扰动起点输出功率P(k)，并采集更新后下一时刻的光伏电池组件的扰动输出电压U(k+1)和扰动输出电流I(k+1)，得到光伏电池组件更新后下一时刻的扰动输出功率P(k+1)，判断更新后的下一时刻扰动输出功率P(k+1)与更新后的扰动起点输出功率P(k)的关系，当更新后的扰动输出功率P(k+1)与更新后的扰动起点输出功率P(k)相同，重复步骤a，否则重复本步骤；(3)、按设定的时间隔周期Δt采样环境温度T2以及光伏电池组件的间隔输出电压U2和间隔输出电流I2，得到光伏电池组件的间隔输出功率P2＝U2×I2，计算功率相对变化率精度EP＝|P2‑Pmax|/Pmax以及温度相对变化精度ET＝|T2‑T1|，当功率相对变化率精度EP小于10％、且温度相对变化精度ET小于2℃时，继续锁定更新后的扰动起点输出电压U(k)，否则重复重复步骤2。