[发明专利]无传感器型的最大功率跟踪控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，尤其是一种光伏发电系统的最大功率跟踪控制方法。

背景技术

太阳能作为一种无污染，可再生的新能源，有着非常广阔的发展前景，在我国得到了广泛的应用。我国是太阳能资源比较丰富的国家，在沿海岛屿，交通不便的山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以到达的农村和少数民族地区，太阳能发电成为解决生产和生活能源的一种可靠途径，可以取得很好的经济效益和社会效益。

在一个光伏发电系统中，通常要求在任一瞬间，能够引出光伏电池转换的最大功率，即系统要能够跟踪光伏电池输出的最大功率点。传统光伏系统最大功率点跟踪控制方法，如扰动观察法、导纳增量法等，都需要使用光伏阵列的输出电流和输出电压作为反馈信号，电压电流相乘后得到功率参数，再通过功率的变化来判断电压扰动方向。申请号：201010106853.5的发明就公开了一种基于导纳增量法的最大功率跟踪系统。这样的控制电路结构显得较为复杂，制造成本也相对较高。并且，在复杂的光照条件下MPPT控制还有可能失效。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种针对光伏发电系统的无传感器型的最大功率跟踪(MPPT)控制方法，该方法建立的系统结构简单，无需大电流、高电压的传感器，系统操作更加安全，可靠和有效。

一种无传感器型的最大功率跟踪控制方法，包括以下步骤：

a.将光伏阵列输出电流I_rms增大或减小，记为I_rms(k)，I_rms的前一状态为I_rms(k-1)；

b.比较I_rms(k)与I_rms(k-1)大小，负载电流I_out(k)与I_out(k-1)大小；

c.通过比较值确定I_rms(k)增加或减小；

d.不断循环从步骤b和步骤c。

所述步骤c具体包括：I_out(k)随I_rms(k)增加而减小，或I_OUT(k)随I_rms(k)减小而增加时，I_rms(k)减小ΔI_rms；I_out(k)随I_rms(k)增加而增加，或I_OUT(k)随I_rms(k)减小而减小时，I_rms(k)减小ΔI_rms，增加或减小后的状态为新的I_rms(k)，前一状态为新的I_rms(k-1)。

采取以上技术措施后，具有如下优点：

1.省去了传统MPPT方法需要用传感器检测光伏阵列输出电流和输出电压作为反馈信号的环节，使得控制电路相对简单，同时也降低制造成本。

2.在大功率光伏发电系统中，该方法由于无需大电流、高电压的传感器，使得系统操作更加安全，可靠和有效。

3.经过试验表明，以上技术措施克服了传统MPPT方法容易跟踪失效的缺陷。

附图说明

图1无传感器型MPPT控制方案图(单级式单相逆变器)

图2光伏阵列P-U曲线

具体实施例

下面结合附图和具体实施例作进一步说明。

如图1和图2所示，对于恒定负载的独立光伏系统，当有效功率P_PV最大时，在逆变器输出端的输出功率P_Load和输出电流I_Load是最大；对于并网光伏系统，电网电压恒定，当P_PV最大时，在逆变器输出端P_Load和I_Load同样也是最大。因此，本发明通过直接控制逆变器的输出电流来间接地控制光伏阵列输出功率。在光伏阵列输出端无需传感器也可以同样实现MPPT控制。实现当中只需考虑变换器输出电流I_Load一个因素，省去了传统MPPT方法需要用传感器检测光伏阵列输出电流和输出电压作为反馈信号的环节。