[发明专利]一种分区间自寻优MPPT太阳能发电控制方法

说明书

本发明公开了一种分区间自寻优MPPT太阳能发电控制方法，通过太阳能电池的等效模型，基于该模型根据不同光S与温度T，建立光伏电池输出功率与电压曲线模型，得到P‑U特性曲线，利用升压模型在P‑U特性曲线上实现最大功率点的追踪，建立S曲线，采样光伏电池的电压值和电流值计算ΔU_k，ΔI_k，ΔP_k，计算出当前k时刻的S_k的值，设置阀值参数a、b、c，0<a<b<c<1，将P‑U特性曲线分成四个区间，根据S_k在S曲线四个区间中的分布，赋予每个区间对应的步长系数L，根据对应的步长系数L，设置步长调整比例因子N得到占空比调整步长D_s，从而可以实现在距离最大功率点较远位置时使用较大步长，减少跟踪时间，在距离最大功率点较近的位置时能够提高跟踪的精度，提高输出功率。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种分区间自寻优MPPT太阳能发电控制方法。

背景技术

随着不可再生能源开发和利用对于环境所带来的伤害日益剧增，对于新能源的开发与利用也越来越受到各国的重视。在太阳能光伏发电中，由于光伏电池受到不同光照与温度等因素的影响，导致了其输出的功率与电压以及电流与电压都呈现出非线性的特点。但是在某一特定的环境下光伏电池存在一个最大功率点(MPP)。所以，在利用光伏电池与负载之间增加一个最大功率跟踪(MPPT)环节来提高增加发电系统的能源利用效率。

对于最大功率跟踪的研究方法一般有电导增量法、扰动观察法、开路电压法，人工智能方法等。对于人工智方法，例如：神经网络、模糊算法等，此类的算法存在设计难度大，硬件成本高，启动时间长等缺点。传统方法体现出了它们独特的特点：成本低、控制容易实现等。但是在传统方法中扰动步长一般为固定的，这就会造成在最大功率点附近形成功率震荡，造成功率损耗；与此同时，也会导致系统在追寻最大功率点时没有办法兼顾追踪时间和追踪精度。在普通变步长算法中可以一定程度缓解固定步长带来的缺点，但是对于步长因子的选择会给系统带来不同程度得影响。本文在变步长电导增量的基础上为了优化步长因子的选择提出了一种分区间自寻优MPPT太阳能发电控制方法。

发明内容

本发明根据传统变步长方法在光伏系统中最大功率跟踪的应用中变步长因子选择不合理导致存功率精度不高与追踪速度较慢且两者无法兼顾的缺点，目的在于提供了实现更简单的一种分区间自寻优MPPT太阳能发电控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种分区间自寻优MPPT太阳能发电控制方法，包括以下步骤：

步骤1，建立太阳能电池的等效模型与升压模型，并在太阳能电池的等效模型上根据不同光(S)与温度(T)下建立光伏电池输出功率与电压曲线模型，即P-U特性曲线；

步骤2，利用升压模型实现对光伏电池输出功率与电压曲线模型最大功率点的追踪；基于光伏电池输出功率与电压曲线模型建立曲线，S＝0点即为最大功率点处；

步骤3，采样光伏电池当前k时刻的电压U(k)和电流I(k)，与前一时刻的电压U(k-1)和电流I(k-1)，计算得出ΔU_k＝U(k)-U(k-1)，ΔI_k＝I(k)-I(k-1)，ΔP_k＝U(k)·I(k)-U(k-1)·I(k-1)；

步骤4，设置阀值参数a、b、c，0&lt;a&lt;b&lt;c&lt;1，将P-U特性曲线分成四个区间，根据计算出k时刻的S_k，根据S_k在S曲线四个区间中的分布，赋予每个区间对应的步长系数L；

步骤5，根据每个区间对应的步长系数L，设置步长调整比例因子N可以得到占空比调整步长D_s；