[发明专利]光伏并网逆变器的最大功率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电技术领域，更具体地说，涉及一种应用于光伏发电的光伏并网逆变器的最大功率控制方法。

背景技术

随着世界能源短缺和环境污染问题的日益严重，能源和环境成为二十一世纪人类所面临的重大基本问题，清洁的可再生能源的发展和应用越来越受到世界各国的广泛关注。近二、三十年来，太阳能光伏(Photovoltaic，PV)发电技术得到了持续的发展，光伏并网发电已经成为利用太阳能的主要方式之一。开展太阳能光伏发电并网逆变系统的研究，对于缓解能源和环境问题，研究高性能分布式发电系统，开拓广阔的光伏发电市场和掌握相关领域的先进技术，具有重大的理论和现实意义。

光伏并网系统的控制中，功率环控制是其关键。功率环控制又与最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)控制互相结合，需要同时兼顾响应速度、最大功率点跟踪精度和母线电压稳定性。对现有算法进行优化，使之满足上述要求是提高系统效率的关键之一。

申请号为CN200710098911.2，题为“一种太阳能光伏电池最大功率点追踪的方法”的专利申请揭示了一种太阳能光伏电池最大功率点追踪的方法，采用一条特定斜率的直线跟踪太阳能电池的最大功率点，运算十分简便，但需要计算不同日照强度下电池的给定电压，在日照强度变化较快时响应较慢，最大功率跟踪的效率低。

申请号为CN200610012144.4，题为“dP/dV-I近线性的光伏发电系统最大功率点跟踪法”的专利申请揭示了一种dP/dV-I近线性的光伏发电系统最大功率点跟踪法，基于光伏阵列的输出功率P对其输出电压V的变化率与光伏阵列负载电流I近似线性关系，通过调节光伏阵列输出电流实时跟踪参考电流实现最大功率输出，但因为参考电流采用线性变化，调节速度较慢。

发明内容

本发明旨在提出一种能对光伏并网逆变器的功率进行控制的方法。

根据本发明的一实施例，揭示了一种光伏并网逆变器的最大功率控制方法，包括下述的步骤：

开启光伏并网逆变器；

检测光伏并网逆变器的初始直流母线电压(以后简称端电压或者电压)U0；

设定电压增加步长ΔU，以初始端电压U0为起始，每次增加一个电压增加步长ΔU，检测光伏并网逆变器的直流功率(以后简称功率)P，其中功率P是端电压U的函数，P＝f(U)；

基于外推迭代确定端电压的单峰区间[Ua，Ub]，在该单峰区间[Ua，Ub]内功率P仅有一个峰值；

设定功率精确度ε；

基于黄金分割迭代确定在单峰区间[Ua，Ub]内的具有峰值功率P的最优端电压U^＊；

控制光伏并网逆变器以最优端电压U^＊工作。

在单峰区间[Ua，Ub]内，在Ua至U^＊的端电压范围内，功率P单调上升，在U^＊至Ub的端电压范围内，功率P单调下降。

在一个实施例中，该方法还包括：

设定电压波动阈值，当最优端电压U^＊的波动超过电压波动阈值时，重新设定初始端电压U0并确定新的最优端电压U^＊。

其中，设定的功率精确度ε＞0，单峰区间[Ua，Ub]中Ua＜Ub；基于黄金分割迭代确定在单峰区间[Ua，Ub]内的具有峰值功率P的最优端电压U^＊包括：

步骤a1，取U2＝Ua+0.618(Ub-Ua)，计算功率P2＝f(U2)，转到步骤a2；

步骤a2，取U1＝Ua+0.382(Ub-Ua)，计算功率P1＝f(U1)，转到步骤a3；

步骤a3，若|Ub-Ua|≤ε，则取U^＊＝(Ua+Ub)/2，输出U^＊；否则转到步骤a4；

步骤a4，若P1＞P2，则取Ub＝U2、U2＝U1、P2＝P1，回到步骤a2；若P1＝P2，则取Ua＝U1、Ub＝U2，转到步骤a1；若P1＜P2，则Ua＝U1、U1＝U2、P1＝P2，转到步骤a5；

步骤a5，取U2＝Ua+0.618(Ub-Ua)，P2＝f(U2)，转到步骤a3。

设定的电压增加步长ΔU＞0；基于外推迭代确定端电压的单峰区间[Ua，Ub]包括：

步骤b1，计算P0＝f(U0)；

步骤b2，计算U1＝U0+ΔU，计算P1＝f(U1)，若P1≥P0，转到步骤b3，否则转到步骤b5；