[发明专利]基于最终功率回馈的三级分段温度自适应太阳能MPPT方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试太阳能最大功率的跟踪法，具体涉及一种能根据环境温度变化而变化计算太阳能最大功率的方法。

背景技术

进入新世纪以来，随着世界经济的不断发展，全球能源消耗迅速增长，对环境的污染也越来越严重，掀起了研究新能源的热潮。在各种新能源中，太阳能因具有可再生和无污染等优点，越来越受到人们的重视，而太阳能发电作为一种非常有效的利用方式，也得到了迅速的发展。但在开发利用太阳能的过程中，仍存在着成本高、转换效率低等问题。最大功率跟踪（Maximum Power Point Traeking简称MPPT）技术能够有效地提高太阳能的转换效率，使太阳能电池组能更充分地利用太阳能，改善太阳能发电中转换效率低的问题。

目前出现的太阳能MPPT跟踪方法有固定电压法、扰动观测法、增量导纳法、开路电压法、最优梯度法、滑模控制法、模糊控制法、电流单参量控制法等，其中最常用的是扰动观测法和增量导纳法。上述方法在单独使用时存在各种缺陷，如固定电压法和开路电压法不是真正的最大功率跟踪算法，只能工作在较大功率点上；扰动观测法是在最大功率点附近震荡运行，且在外界环境变化时可能出现跟踪错误的情况；增量导纳法要求测到的电流和电压变化量很小，需要精度很高的传感器，实现较困难；其它方法也存在计算量大、工作点不稳定等问题。之后，有人提出了根据上述算法衍生出来的组合算法，即在算法中综合使用了多种跟踪方法，以达到更好的跟踪效果。

但上述算法在跟踪最大功率点时，都是以太阳能电池组的直接输出功率做为最大功率的判断依据，而太阳能发电系统存储到储能设备中的能量或传输到电网中的能量是经过DC/DC转换后输出的能量，二者之间还存在DC/DC电路转换效率的问题，而该效率在不同的输入输出电压和电流时是变化的，所以上述算法得到的最大功率点并不是系统最终利用的最大功率点。

另外，现有算法虽然考虑到了温度的变化对最大功率点的影响，但都未对温度的变化范围进行细分，导致在每次跟踪最大功率点时都需要在大范围内搜索，跟踪效率较低，也不准确，还容易出错。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有太阳能跟踪方法准确度差、效率低，提供一种准确度好、效率好的基于最终功率回馈的三级分段温度自适应太阳能MPPT方法。

本发明的技术方案是以下述方式实现的：一种基于最终功率回馈的三级分段温度自适应太阳能MPPT方法，是按照下述步骤进行的：

a、启动系统，初始化系统各项参数；

b、根据当前季节设置当前季节太阳能电池组最大功率点所在的太阳能电池组输出电压范围的绝对区间 [V_abl,V_abr]；

c、在步骤b中的绝对区间内使用扰动观测法根据太阳能电池组的直接输出功率寻找太阳能电池组直接输出最大功率点对应的输出电压V₁，若V₁＞V_abr，则将V_abr做为当前温度下最大功率点所在的输出电压范围的相对区间的上限V_rlr；若V₁≤V_abr，则将V₁做为当前温度下最大功率点所在的输出电压范围的相对区间的上限V_rlr，并测得此时最终输出功率P_rlr；

d、从步骤b中得到的绝对区间的最小值开始按步长逐点检测最终输出功率，直到该功率等于P_rlr为止，并记录此时的太阳能电池组的输出电压V₂，若V₂＜V_abl，则将V_abl做为当前温度下最大功率点所在的输出电压范围的相对区间的下限V_rll；若V_abl≤V₂＜V_rlr，则将V₂做为当前温度下最大功率点所在的输出电压范围的相对区间的下限V_rll；若V₂≥V_rlr，则将V_rlr做为当前输出电压的最大功率点，此时最终输出功率记为P_max，做为最大功率点功率，V_rlr记为最大功率点的太阳能电池组输出电压V_max，转至步骤g；