[发明专利]一种基于多步长的光伏发电系统最大功率跟踪控制方法

权利要求书

1.一种基于多步长的光伏发电系统最大功率跟踪控制方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)设定最大功率跟踪算法的初始扰动步长d₁和d₂，d₁、d₂分别作用于最大功率点左侧和右侧；

(2)采样k时刻光伏电池输出端电压V(k)、电流I(k)；

(3)求出k时刻的光伏电池输出功率P(k)，计算k时刻的光伏电池输出电压变化量ΔV(k)＝V(k)-V(k-1)、电流变化量ΔI(k)＝I(k)-I(k-1)和功率变化量ΔP(k)＝P(k)-P(k-1)；其中V(k-1)、I(k-1)、P(k-1)为k-1时刻的光伏电池输出电压、电流和功率；

(4)判断ΔV(k)是否为0；若为0，则判断ΔI(k)是否为0；若ΔI(k)＝0，不改变控制电路开关管触发脉冲的占空比D，返回继续采样；若ΔI(k)<0，说明系统当前工作在最大功率点处右侧，选取步长为d₁，对占空比D施加负向扰动；若ΔI(k)>0，说明系统当前工作在最大功率点处左侧，取步长为d₂，对占空比D施加正向扰动；

若判断ΔV(k)≠0，计算G(k)＝ΔI(k)/ΔV(k)+I(k)/V(k)；若G(k)＝0，不改变占空比D值，返回继续采样；其中G(k)为电导函数；若G(k)>0，说明系统当前工作点在最大功率点左侧，对占空比D施加正向扰动，扰动步长为d₂；若G(k)<0，说明系统当前工作点在最大功率点右侧，对占空比D施加负向扰动，扰动步长为d₁；

(5)将所得占空比值与载波信号比较输出占空比为D的脉冲宽度调制信号，控制升压电路中开关管的通断，实现对最大功率的跟踪，重复步骤(2)～(4)直到k+1时刻系统工作在最大功率点。

2.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统最大功率跟踪方法，其特征在于：作用于最大功率点两侧的初始步长d₁和d₂，二者满足关系式：d₁/d₂＝V_m/(V_oc-V_m)，其中V_m为标准条件即光照强度为1000W/m²,光伏电池板温度为25℃下光伏电池最大功率点电压，V_oc为标准条件下光伏电池开路电压，外界环境条件变化时，该步长的比值恒定不变，为一常量。

3.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统最大功率跟踪方法，其特征在于当系统工作点位于最大功率点左侧时，占空比D的扰动步长按如下方式整定：计算M(k)＝V(k)*abs(ΔP(k)/ΔV(k))，设ΔM(k)＝M(k)-M(k-1)，判断若ΔM(k)/ΔV(k)大于0，则取步长为d₁；若ΔM(k)/ΔV(k)小于0，取步长为d₁*M(k)/P(k)，其中abs()为绝对值函数。

4.根据权利要求1所述的一种光伏发电系统最大功率跟踪方法，其特征在于当系统工作点位于最大功率点右侧时，占空比D的扰动步长按如下方式整定：计算M(k)＝V(k)*abs(ΔP(k)/ΔV(k))，判断若M(k)≥P(k)，则取步长为d₂；若M(k)<P(k)，则取步长为d₂*M(k)/P(k)。