[发明专利]基于参数优化的光伏阵列最大功率点跟踪算法

说明书

本发明涉及一种基于参数优化的光伏阵列最大功率点跟踪算法，根据功率电压的实时变化关系以及Boost电路的电路参数，确定跟踪算法的最佳占空比；根据功率电压曲线斜率与电流的比值，生成新的扰动变步长范围及扰动方向的判定条件；通过判断功率在前后时刻的差值与所设置阈值的关系，使用最佳占空比或者步长优化的变步长扰动观察跟踪方法，实现一种参数优化的光伏阵列最大功率点跟踪算法，用于在光伏并网系统中解决传统扰动观察法存在的最大功率点跟踪漂移和稳态震荡的问题。在光照变化时，利用最佳占空比的公式计算占空比，使算法快速跟踪到变化后的最大功率点；结合功率电压曲线斜率与电流的比值作为新的扰动步长及扰动方向的判定条件，有效改进了稳态振荡问题，抑制了跟踪漂移现象的产生。

技术领域

本发明属于光伏发电技术技术领域，涉及一种基于参数优化的光伏阵列最大功率点跟踪算法。

背景技术

光伏发电技术以其发电过程中无污染、维护简单等优点成为国内外瞩目的技术研究方向，而光伏电池易受环境影响的特性使得整体发电效率成为制约光伏发电技术应用的难点之一。工程上使用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking MPPT)技术进行实时调节可以使其运行在最大功率点处，从而提高光伏组件的转换效率。

扰动观察(P&O)法是最常用的MPPT算法之一，它的原理是控制算法通过改变PV末端电压定期干扰光伏工作点，比较每次干扰前后PV输出的功率值改变，根据工作点与最大功率点的位置关系控制是否需改变扰动方向，以达到最大功率点跟踪的效果。P&O方法派生出来的其他方法还有增量电导法(INC)、自激振荡法(SO)和极值搜索法(ESO)等。上述的方法均可实现最大功率点跟踪，但存在跟踪响应速度慢，光照剧烈变化时跟踪漂移现象以及在稳态状况下最大功率点附近容易引起振荡等缺点。

目前的公开文献中，文献Sher H A,Murtaza A F,Noman A,et al.A NewSensorless Hybrid MPPT Algorithm Based on Fractional Short-Circuit CurrentMeasurement and P&O MPPT[J].IEEE Transactions on Sustainable Energy,2015,6(4):1426-1434.提出与短路电流法和开路电压法相结合的变步长扰动观察法，可提高响应时间，减少振荡，但需要多个传感器，成本较高，限制其应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于参数优化的光伏阵列最大功率点跟踪算法，用于在光伏并网系统中解决传统扰动观察法存在的最大功率点跟踪漂移和稳态震荡的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下:

基于参数优化的光伏阵列最大功率点跟踪算法，包括以下步骤：

步骤1，采样光伏阵列的电压V(t)、电流I(t)，并计算实时功率P(t)＝V(t)*I(t)，根据功率电压的实时变化关系以及Boost电路的电路参数，确定跟踪算法的最佳占空比；根据功率电压曲线斜率与电流的比值，生成新的扰动变步长范围，并作为扰动方向的判定条件；

步骤2，计算光伏阵列前后时间发生的功率偏差|P(t)–P(t-1)|，设置的功率变化阈值，若功率偏差大于功率变化阈值，则判断光照发生变化，根据最佳占空比跟踪变化后的最大功率点位置；若功率偏差小于功率变化阈值，采用参数优化的变步长扰动观察法进行继续跟踪光伏阵列的最大功率点；

步骤3，根据步骤2得到的输出占空比，调整控制器的PWM波，控制Boost电路的开关管状态，使光伏阵列维持在所跟踪的最佳电压处。

本发明的有益效果：