[发明专利]基于高效自适应扰动观察法的最大功率跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏阵列（电池）的最大功率跟踪技术。本发明涉及光伏发电并网或离网系统。本发明设计属于最大功率跟踪技术领域。

背景技术

当今世界的常规能源短缺、生态环境恶化等问题日益严峻。作为一种清洁可再生能源，光伏发电为解决能源问题以及实现人类社会可持续发展的有效解决途径在世界范围内获得了空前的发展机遇和强劲的发展势头。然而光伏电池的光电转换效率非常有限，且其本身是一种极其不稳定的电源，输出功率容易受到外界环境（如光照强度、环境温度等）和负载情况的影响。为充分利用太阳能，提高光伏并网系统的效率，实际控制电路需采用最大功率点跟踪最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)技术。

扰动观察(Perurbation and Observation，P&O)法由于其算法简洁、易于实现，是目前实际中应用最广泛的MPPT方法。但是，传统的定步长扰动观察法却存在缺陷：当扰动步长较小时，功率振荡也将很小，但是系统的跟踪速度却得不到保证；当扰动步长变大，系统的跟踪速度会提高，却同时会引起较大功率振荡。所以定步长的扰动观察法步长大小难以确定，对不同系统的适应性较差。因此，本发明提出了一种高效自适应扰动观察法，该方法解决了传统扰动观察法步长大小难以权衡的问题，可以获得更优的性能、易于实现、成本适中，且其核心算法具有普遍适用性，不需要预置相关的定值。能够实现完全自适应扰动，跟踪速度快、稳态精度高，系统通用性强。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提出光伏阵列的一种基于高效自适应扰动观察法的最大功率跟踪方法，解决传统扰动观察法步长大小难以权衡的问题，能够实现完全自适应扰动，跟踪速度快、稳态精度高，系统通用性强。

技术方案：本发明的基于高效自适应扰动观察法的最大功率跟踪方法包括步骤如下：

A、首先测量光伏阵列的输出电压U_pv(n)和输出电流I_pv(n)，符号中的n表示第n次的采样结果。

B、然后通过一个低通滤波器滤波后的电压、电流信号计算出该次的光伏阵列输出功率P_pv(n)＝U_pv(n)×I_pv(n)，根据功率信号之间的变化计算出自适应扰动值。利用此变化作为闭环控制系统的误差信号，控制该误差在稳态时尽可能小，同时避免系统在启动时发生超调，并消除稳态时的功率振荡。

采取一个PI控制器a来实现上述控制，PI控制器为比例积分控制器，PI控制器a被用作光伏阵列参考电压所需要的自适应扰动值发生器，即通过连续的功率计算值之间的变化形成误差信号△P_pv(n)=P_pv(n)-P_pv(n-1)，再经过该PI控制器产生自适应的扰动电压值