[发明专利]局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法

说明书

本发明提出了一种局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法，包括：步骤1，利用双向功率变换器建立局部遮挡条件下多光伏组件效率优化结构网络；步骤2，分析优化结构网络的功率处理策略；步骤3，确定目标函数以及约束条件，建立最优线性模型，在实现各光伏组件功率重分配的基础上，使功率变换器能量损失最小化，提高总体能量效率。

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法。

背景技术

在实际应用中，一些由于建筑物、污垢、树木等造成局部遮挡的情况是不可避免的，另外，光伏电池工艺上存在的差异，也会造成光伏组件之间不匹配现象发生。国内外研究者已经提出了一些功率补偿器的概念，利用双向直流变换器将未被遮挡的光伏组件产生的能量的一部分转移到被遮挡的光伏组件，补偿了总输出电流，但是大多数研究者所使用的变换器电路体积大、控制方法复杂，并且都存在功耗高、成本高的问题，且都未考虑到最优功率处理的情况，能量损失大，随之效率大大降低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提出了一种局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法，其关键在于，包括：

利用双向功率变换器建立局部遮挡条件下多光伏组件效率优化结构网络，多光伏组件以串联形式连接，其中组件个数为N，且N大于等于2，每个组件连接与之相对应的双向功率变换器，所述功率变换器连接控制器，所述每个光伏组件连接一个功率变换器，所述每个功率变换器连接一个控制器，所述光伏组件、功率变换器和控制器之间一一对应，所述N个光伏组件经对应的功率变换器后并联共用直流能量总线。

所述效率提升优化控制器根据η_i,1、η_i,2、p_i等信息，得到第i组功率变换器能量损失表达式：

使功率变换器能量损失最小化的最优线性模型为：

目标函数：

约束条件：0≤p_i≤P^m，L·p_i＝0，

G₁+l₁p₁＝G₂+l₂p₂＝L＝G_i+l_ip_i＝L＝G_N+l_Np_N,i＝1,2L N，

其中p_i、F、L、l_i分别表示为：

p_i＝[p_1,1,p_1,2,p_2,1,p_2,2,L,p_i,1,p_i,2,L,p_N,1,p_N,2]^T，

L＝[1,-1,1,-1,L,1,-1]_1×2N，

l_i＝[l_i,1,l_i,2]。

l_i由各光伏组件的功率决定：

上述技术方案的有益效果为：