[发明专利]一种基于MPP电压规律与梯度寻优的光伏MPPT控制方法

权利要求书

1.一种基于MPP电压规律与梯度寻优的光伏MPPT控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)采集光伏电池阵列的输出电流与输出电压，将输出电压与光伏电池阵列在标准条件下的开路电压进行比较，并根据比较结果确定选取输出电压的扰动步长；

(2)当步骤(1)中光伏电池阵列输出电压位于标准条件下开路电压的60％与94％之间时，采用梯度寻优的方法计算扰动步长；

(3)将步骤(1)或步骤(2)中计算得到的扰动步长施加到采集到的输出电压上得到期望电压值，再将期望电压值与输出电压值作差，并将差值输入到PI控制器；

(4)PI控制器的输出值经脉冲宽度调制器后得到开关信号，通过开关信号控制Boost电路功率开关器件的开断；

所述步骤(1)中输出电压的扰动步长选取方法如下：

当输出电压小于标准条件下开路电压的60％时，以固定步长△U₁增加电压；当输出电压大于标准条件下开路电压的94％时，以固定步长△U₃减小电压；当输出电压位于标准条件下开路电压的60％与94％之间时，若前后两次采样电压无变化但电流有变化时以固定步长△U₂增加或减小电压，否则，以梯度寻优的方法获取扰动步长，进行MPPT控制；

所述步骤(1)中标准条件为辐照强度1000W/m²、温度25℃。

2.根据权利要求1所述的基于MPP电压规律与梯度寻优的光伏MPPT控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中梯度寻优计算扰动步长的方法，具体过程如下：

以正梯度方向为步长迭代方向，逐步迭代逼近光伏电池P-U曲线的最大值，以光伏电池阵列输出电压U作为自变量，则迭代算法为：

U_k+1＝U_k+a_kg_k，

其中，g_k为梯度，a_k为增量系数，U_k+1、U_k分别为下一时刻与这一时刻的采样电压值。

3.根据权利要求2所述的基于MPP电压规律与梯度寻优的光伏MPPT控制方法，其特征在于：所述梯度所述增量系数

其中，I_k为采样时刻电流值，U_k-1为上一时刻的采样电压值。

4.根据权利要求2或3所述的基于MPP电压规律与梯度寻优的光伏MPPT控制方法，其特征在于：所述迭代算法中，若增量系数a_k＝0，则以固定步长△U₂按照电流变化的方向扰动；若a_k≠0，则用上述梯度寻优的方法进行MPPT控制。