[发明专利]光伏发电最大功率点跟踪方法及最大功率点跟踪控制器

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光伏发电最大功率点跟踪方法、一种最大功率点跟踪控制器以及一种光伏逆变器。

背景技术

太阳能作为一种巨量的可再生能源，每天到达地球表面的辐射能量相当于数亿万桶石油燃烧的能量。开发和利用丰富、广阔的太阳能，可以对环境不产生或产生很少污染，太阳能既是近期急需的能源补充，又是未来能源结构的基础，预计到本世纪中叶，太阳能光伏发电将成为人类的基础能源之一。但由于光照受云层、昼夜变化影响，功率输出不稳定，具有间歇性和随机波动性，因此会对所接入供电系统的电压频率稳定造成极大影响。

目前采用的解决方法是忽略小容量设备，而对于中大容量设备则通过集中调度限制光伏发电功率输出，调度或控制中心收集所辖发用电设备电气信息，进行功率与能量平衡。但现有方法中控制精度受通信速度影响无法达到很好的实时性，另外在管理设备数量剧增的情况下，处理器开销过大，影响运行稳定性。目前在国家的政策支持下，光伏大容量、成规模接入配电网已经成为必然趋势，单机容量的扩充与总体数量的增加，使得现行方法已经不能满足配电网安全稳定的需要。

发明内容

（一）所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种光伏发电最大功率点跟踪方法、最大功率点跟踪控制器及光伏逆变器，能够通过电网电压测量反馈的电压幅值、频率波动信息修正跟踪得到的最大功率点，从而得到满足电网电压稳定的最佳运行点。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种光伏发电最大功率点跟踪方法，所述方法包括以下步骤：

S1、将电网电压u_G经过锁相环计算得到幅值U_G和频率f；

S2、根据幅值U_G或频率f计算出最大功率点修正量ΔP；

S3、将ΔP进行进一步修正，得到修正量ΔP*，并将ΔP*与P^*_max进行叠加，得到修正后的最大功率点P*，其中，P^*_max为采用扫描法得到的最大功率点。

可选的，步骤S2具体包括：

判断输出电流i_G的幅值是否大于并网电流I_G的幅值，若是，则采用第一公式计算出ΔP，否则，采用第二公式计算出ΔP，

所述第一公式为：

ΔP=k_U(U_G–U_GN)

其中，k_U为电压-有功修正系数，U_GN为电网额定电压有效值，

所述第二公式为：

ΔP=k_f(f–f_N)

其中，k_f为频率-有功修正系数，f_N为电网电压频率额定值。

可选的，步骤S3中，将ΔP进行进一步修正具体包括：

将ΔP利用函数C(P_N,P_dc)进行进一步修正，其中，

C(P_N,P_dc)=(P_N/P_dc)²

P_N为光伏输出额定功率，P_dc为直流输入功率。

本发明同时提出了一种最大功率点跟踪控制器，所述最大功率点跟踪控制器包括MPPT模块、修正模块和叠加模块，所述叠加模块分别与所述MPPT模块及所述修正模块相连，其中：

所述MPPT模块用于采用扫描法计算出最大功率点P^*_max；

所述修正模块用于将电网电压u_G经过锁相环计算得到幅值U_G和频率f，并根据幅值U_G或频率f计算出最大功率点修正量ΔP，然后将ΔP进行进一步修正，得到修正量ΔP*；

所述叠加模块用于将ΔP*与P^*_max进行叠加，得到修正后的最大功率点P*。

可选的，所述修正模块包括依次相连的PLL子模块、第一修正子模块和第二修正子模块，其中：

所述PLL子模块用于将电网电压u_G经过锁相环计算得到幅值U_G和频率f；