[发明专利]基于无电流传感器的最大电功率跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于无电流传感器的最大电功率跟踪方法，包括：测量当前光伏电池输出电压值V(k)；读取当前DC‑DC占空比D(k)的值，以及上一次保存的光伏电池输出电压值V(k‑1)和DC‑DC占空比D(k‑1)；分别计算光伏电池输出电压与DC‑DC占空比的变化量；对当前工作点位置进行判断，并设定相应的sign值；对DC‑DC占空比的变化量dD进行判断；对光伏电池输出电压的变化量dV以及|dVpv/dD|进行判断；对sign值置为‑1；计算下一次占空比的值；记录本次DC‑DC占空比D(k)与光伏电池输出电压值V(k)的值。本发明提出一种基于无电流传感器的最大电功率跟踪方法。此方法可以有效解决光照变化时造成的算法误判问题。

技术领域

本发明涉及光伏领域，特别涉及一种基于无电流传感器的最大电功率跟踪方法。

背景技术

太阳能被全世界广泛地认为是一种非常重要的可持续能源。但由于光伏阵列受到外界环境因素如光照或温度的影响，其输出电压、电流呈现出明显的非线性特征。因此如何实时地调节光伏模块的输出功率，在任何外界环境下实现最大功率点跟踪(maximum powerpoint tracking，MPPT)显得十分重要。

大多数的MPPT算法往往需要同时采集光伏电池输出的电压和电流，如观察扰动法、电导增量法等。因此MPPT算法需要同时具备电压、电流传感器，从而造成硬件成本的增加。为了能够解决这一问题，设计一种不需要电压传感器或电流传感器的MPPT算法显得非常重要。由于电流传感器主要基于霍尔传感器，因此与电压传感器相比，电流传感器成本较高，故而无电流传感器的MPPT算法在近年来被大量采用。

无电流传感器的MPPT算法主要根据DC-DC变流器的种类，从而推导出光伏电池输出电压与DC-DC占空比(Duty Cycle)之间的关系，最终找到光伏电池最大功率点(MPP)。图1以Boost电路为例，我们可有以下关系：

其中Vpv与dVpv分别为光伏电池输出电压及其变化量，D与dD为DC-DC占空比及其变化量。通过上述关系，我们可以对占空比进行调节，从而达到MPP的位置。

但是，由于此类MPPT算法缺少电流参数，因此光照发生变化时，此类MPPT算法会由于缺少电流参数发生误判，从而导致系统工作点偏离MPP(如图2中C2点)，继而影响算法效率。

发明内容

本发明目的是：为了能够解决此类问题，本发明提出一种新型基于无电流传感器的最大电功率跟踪方法，此方法可以有效解决光照变化时造成的算法误判问题。

本发明的技术方案是：

基于无电流传感器的最大电功率跟踪方法，包括：

1)测量当前光伏电池输出电压值V(k)；

2)读取当前DC-DC占空比D(k)的值，以及上一次保存的光伏电池输出电压值V(k-1)和DC-DC占空比D(k-1)；

3)分别计算光伏电池输出电压与DC-DC占空比的变化量；

4)根据公式

对当前工作点位置进行判断，并设定相应的sign值；其中Vpv与dVpv分别为光伏电池输出电压及其变化量，D与dD为DC-DC占空比及其变化量；

5)首先对DC-DC占空比的变化量dD进行判断：如果dD为正，则算法不需要进行调整，直接跳至第8步；如果dD为负，则算法跳至第6步；

6)对光伏电池输出电压的变化量dV以及|dVpv/dD|进行判断：如果该条件不满足，则算法不需要进行调整，直接跳至第8步；如果该条件满足，则算法跳至第7步；

7)对sign值置为-1；