[发明专利]基于功率‑电压拟合曲线的光伏电池控制方法有效
申请号: | 201510271749.4 | 申请日: | 2015-05-25 |
公开(公告)号: | CN104883121B | 公开(公告)日: | 2017-01-25 |
发明(设计)人: | 胡辉勇;彭勇刚;韦巍 | 申请(专利权)人: | 浙江大学 |
主分类号: | H02S40/30 | 分类号: | H02S40/30;G05F1/67;G06F17/50 |
代理公司: | 杭州中成专利事务所有限公司33212 | 代理人: | 周世骏 |
地址: | 310058 浙江*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 功率 电压 拟合 曲线 电池 控制 方法 | ||
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域,具体地,涉及一种基于功率-电压拟合曲线的光伏电池控制方法和系统。
背景技术
近些年来,由于世界环境问题和不可再生能源的枯竭问题越来越严重,新能源作为一种清洁的、可再生能源得到发展迅速,尤其是光伏发电。对于光伏电池建模问题,已有大量研究文献,文献《带有MPPT功能的光伏阵列Matlab通用仿真模型》对光伏进行了建模,给出了任意光照、温度下的光伏电池功率电压关系式。然而光伏发电功率控制却主要集中在最大功率跟踪控制模式,近几年,光伏发电恒功率控制才逐渐受到关注。由于以往技术未能对光伏电池的功率-电压曲线进行拟合,故最大功率跟踪控制采用的方法主要是短路电流法、扰动观测法、电导增量法等,恒功率控制采用的方法主要是基于牛顿二次插值的光伏定功率控制技术和扰动观测法。以往的这些方法仅能反映光伏电池功率电压关系的一部分信息,并不能反映光伏电池所处环境的光照、温度,以及当前环境下各电压对应的光伏输出功率,不利于光伏发电的高效利用与进一步发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,克服现有技术中的不足,提出一种基于功率-电压拟合曲线的光伏电池控制方法和系统。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
提供一种基于功率-电压拟合曲线的光伏电池控制方法,包括通过升压电路对光伏电池的输出电压进行控制;升压电路的电压控制参考值是由光伏电池的功率电压拟合曲线获取的,功率-电压拟合曲线的拟合过程包括:
(1)采集光伏电池的输出电压vpv和输出电流ipv,计算光伏电池输出功率Ppv;
(2)判断输出电压vpv和光伏电池输出功率Ppv是否满足收敛条件式(1):
|Ppv-P(vpv)|<ε (1)
式(1)中,P(vpv)为拟合得到的光伏电池输出功率;ε是设定的误差阈值;
若式(1)满足,则说明该采样点在原拟合曲线上,无需重新拟合;
若式(1)不满足,说明环境的光照条件和温度条件已经发生变化,需以新采样点替代采样点重新拟合曲线;按照电压值大小从小到大重新排列采样点
(3)以三个采样点作为输入量,以光照拟合值Rpso和温度拟合值Tpso作为输出量;同时,以光照拟合值Rpso和温度拟合值Tpso作为待优化变量,以三个采样点对应的功率采样值与拟合曲线上对应的功率拟合值(Ppso1、Ppso2、Ppso3)的偏差平方累积和作为性能指标;将不同光照值R和温度值T带入光伏电池功率电压曲线,通过粒子群算法优化得出最优的光照拟合值Rpso和温度拟合值Tpso,然后带入光伏电池功率电压关系式,得出光伏电池功率-电压拟合曲线;
(4)在光伏电池功率-电压拟合曲线上寻找最大功率点或者功率参考值对应的电压,作为后续升压电路控制的电压参考值。
本发明进一步提供了基于功率-电压拟合曲线的光伏电池控制系统,包括升压电路,还包括:测量模块,用于采集光伏电池的输出电压和输出电流;采样点更新模块用于判断采样点输出电压和光伏电池输出功率是否满足收敛条件并对更新后采用点重新排列;粒子群算法拟合模块,用于拟合光伏电池功率-电压拟合曲线;和电压参考计算模块,用于寻找最大功率点或者功率参考值对应的电压参考值;测量模块、采样点更新模块、粒子群算法拟合模块和电压参考计算模块依次电连接并构成回路,电压参考计算模块与升压电路电连接。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明获取的光伏电池功率-电压拟合曲线,能够实时给出光伏电池所处环境的光照和温度值,以及当前环境下光伏电池功率-电压曲线,以利于光伏发电最大功率或恒功率控制的实施。
附图说明
图1为本发明优选实施例所述的光伏发电主电路图;
图2为光伏电池P-V曲线拟合流程图;
图3为粒子群算法优化拟合过程图。
具体实施方式
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