[发明专利]太阳能光伏系统MPPT控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，且特别涉及一种太阳能光伏系统MPPT控制方法。

背景技术

当前，基于太阳能利用的光伏发电技术得到广泛的应用，光伏系统大多通过太阳能电池板的串并联组成光伏阵列，然而当电池板处于遮蔽状态或各太阳能电池板不匹配等非理想情况出现时，光伏阵列的输出功率会有非常大的衰减。因此在光伏系统中添加最大功率点跟踪MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制器，就可以实现光伏系统的最大功率输出。

现有的MPPT控制方法主要有三种，分别是恒压跟踪法、电导增量法以及扰动观察法。这些算法共同的特点就是需要现场实时计算，根据当前的电压电流状况，计算出当前的功率，并与之前的功率作比较，得到功率的变化趋势，通过改变太阳能电池的等效负载，实现太阳能电池的最大功率跟踪。然而由于需要实时计算且计算量大，不断搜寻最大功率点，并且很难一次就定位到最大功率点，甚至可能出现在最大功率点附近振荡的状况，不仅搜寻速度慢、效率低且搜寻的精度差。

发明内容

本发明为了克服现有MPPT控制方法效率低且精度差的问题，提供一种可快速寻找到最大功率点所对应的输出电压的太阳能光伏系统MPPT控制方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种太阳能光伏系统MPPT控制方法，包括：

以具有纹波的太阳能光伏系统的输出电压作为追踪电压；获取在所述追踪电压下的太阳能光伏系统的输出功率曲线；

在一个周期内判断输出功率曲线是否出现极值点的个数增加，若是，则表征光伏系统的输出电压已位于光伏系统的最大功率点所对应的输出电压的附近；若否，则以一定的变化量改变光伏系统的输出电压来形成追踪电压，重新进行追踪。

于本发明一实施例中，在一个周期内判断输出功率曲线是否出现极值点的个数增加的方法为：通过计算一个周期内纹波电压曲线和输出功率曲线的相位差，当相位差发生变化时表征在相位差变化的区域内出现极值点的个数增加。

于本发明一实施例中，在一个周期内判断输出功率曲线是否出现极值点的个数增加的方法为：在一个周期内对输出功率曲线上的点进行求导，当dP/dt＝0时，表征该处存在极值点，P为功率曲线上的值，t为时间，计算极值点的个数并判断是否存在极值点的个数增加。

于本发明一实施例中，在一个周期内判断输出功率曲线出现极值点的个数增加后，减小纹波的幅值并与当前的追踪电压相叠加形成追踪电压，继续进行追踪。

于本发明一实施例中，当光伏系统的输出电压逐渐接近光伏系统的最大功率点所对应的输出电压时，减小光伏系统的输出电压的变化量。

于本发明一实施例中，光伏系统以最大输出电压进行输出形成追踪电压，之后以一定的变化量减小光伏系统的输出电压来追踪光伏系统的最大功率点所对应的输出电压。

于本发明一实施例中，在一个周期内判断输出功率曲线是否出现极值点的个数增加的方法为：通过相位判断追踪电压的峰值和谷值所对应的功率，当追踪电压的峰值所对应的功率大于或等于追踪电压的谷值所对应的功率时表征在该追踪电压范围内功率曲线存在极值点的个数增加。

于本发明一实施例中，光伏系统以最小输出电压进行输出形成追踪电压，之后以一定的变化量增加光伏系统的输出电压来追踪光伏系统的最大功率点所对应的输出电压。

于本发明一实施例中，在一个周期内判断输出功率曲线是否出现极值点的个数增加的方法为：通过相位判断追踪电压的峰值和谷值所对应的功率，当追踪电压的峰值所对应的功率小于或等于追踪电压的谷值所对应的功率时表征在该追踪电压范围内功率曲线存在极值点的个数增加。

于本发明一实施例中，纹波为正弦波。

综上所述，本发明提供的太阳能光伏系统MPPT控制方法与现有技术相比，具有以下优点：

通过以具有纹波的太阳能光伏系统的输出电压作为追踪电压，该纹波会使输出功率曲线呈交流状态。通过判断在该追踪电压所对应的输出功率曲线的一个周期内是否出现极值点的个数增加，来追踪光伏系统的最大功率点所对应的输出电压。当输出功率曲线在一个周期内出现极值点的个数增加时表明光伏系统的最大功率点所对应的输出电压在该追踪电压的幅值范围内。本发明提供的太阳能光伏系统MPPT控制方法仅仅需要判断输出功率曲线上在一个周期内的极值点变化个数即可追踪到光伏系统的最大功率点所对应的输出电压。相比传统的MPPT控制方法，计算简单，相应的追踪响应快，追踪效率高。