[发明专利]一种太阳能光伏板最大功率点的扫描跟踪方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能光伏板，特别涉及一种太阳能光伏板最大功率点的 扫描跟踪法。

背景技术

目前业界通用的太阳能最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking， 简称MPPT)的算法极多,比较典型的有如恒压法（或开路电压法）、短路电 流法、扰动观察法、导纳增量法（导纳增量法）、变步长的导纳增量法或变 步长的扰动观察法、扫描法（扰动观察法的一种改良法），还有一些算法是 在此些算法的基础上的改进，或为解决一些实际问题如局部阴影、光强弱 等情况下的算法存在的不足。恒压法与短路电流法控制与算法简单，但这 两种跟踪算法的效率都不是太高。目前用得最多是扰动观察法和导纳增量 法。

扰动观察法主要是理论依据在最大功率点处dP/dV=0，并且在最大功 率点两边满足下式：

上式是光伏器件在最大功率点两侧dP/dV的特性表达式。式中dP、dV 分别代表相邻两个采样周期光伏器件的输出功率和输出电压的变化。扰动 观察法(Perturbation&Observation Method，P&O)利用光伏器件这一特性进 行最大功率点跟踪控制的。该方法通过不断地根据功率和电压变化量的符 号来判断工作在最大功率电的左侧还是右侧，如果在左侧就减小占空比增 加输出电压，如果在右侧就增加占空比减小输出电压，最终在最大功率点 附近左右扰动，调节光伏器件MPPT电路的工作状态来比较电路调整前后 光伏器件输出功率和输出电压的变化情况，再根据变化情况调整MPPT电 路的工作，最后使光伏器件工作在最大功率点附近。

导纳增量法也是常用的一种MPPT控制方法。其控制思想与扰动观察 法类似，也是利用dP/dV的方向进行最大功率点跟踪控制，只是光伏器件 工作在最大功率点时控制有所不同。由P=VI和最大功率点处的光伏器件 特性dP/dV=0可推导出公式：

dIdV=-IVdPdV=I+V·dIdV=0→dIdV+IV=0]]>

实现方式：首先假设光伏阵列模块工作在一给定工作点；然后采样光 伏阵列模块的电压和电流，计算：△V=V(n)-V(n-1)和△I=I(n)-I(n-1)，其中 (n)表示新的采样值，(n-1)表示前一次的采样值；如果△V为0，表明工作 电压没有改变，可以直接利用△I的符号判断最大功率点的位置；△I为0 表明功率点没变返回进入下一调整周期，如果△I大于0调整占空比使电 压升高来增大功率，如果△I小于0调整占空比使电压降低来减小功率（光 强降低了），反之如果△V不为0则依据△I/△V+I/V的符号判断；最后根 据前一次的电流参考值加上本次检测所得信息得到新的电流参考值。当输 出电导的变化量等于输出电导的负值时，光伏阵列模块工作在最大功率点。 导纳增量法基本消除了光伏器件在最大功率点处的功率振荡现象。但该方 法对光伏器件输出电压、输出电流等参数的采样精度要求较高，计算过程 也比较复杂。