[发明专利]一种太阳能光伏最大功率跟踪控制方法

说明书

本发明公开了一种太阳能光伏最大功率跟踪控制方法，包括以下步骤：步骤1：采用变步长扰动观测法，进行最大功率跟踪；步骤2：在进入抛物线拟合区域R之后，按照抛物线逼近法进行最大功率点的跟踪确定；步骤3：根据外界环境的改变实时调整步长，进而动态的改变步长的大小，进行最大功率跟踪控制。本发明基本采用扰动观测法判断太阳能光伏系统工作点的位置；首先判断拟合电压是否进入拟合区域R，进而判断是否满足拟合条件，最终得到抛物线曲线方程，求出最大功率点电压和最大功率，这种方法消除了传统算法在最大功率点附近的振荡和误判现象的发生，使得系统能准确的跟踪到最大功率，响应时间短，振荡跟小，动态误差也更小。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体地说，涉及一种太阳能光伏最大功率跟踪控制方法。

背景技术

太阳能光伏发电系统是指无需通过热过程直接将光能转换为电能的发电系统。随着能源问题的日渐严重，光伏发电技术得到了很快的发展。

太阳能电池输出功率与光照强度、温度大小、负载情况有关，在一定光强，温度，负载情况下存在唯一的最大功率点(MPP)。为提高其发电效率，高效地利用光伏电池，需要对光伏阵列进行最大功率跟踪。目前，常用的最大功率跟踪技术方法很多，有恒定电压法(CVT)，短路电流法，开路电压法，扰动观察法(P&O)，电导增量法(INC)，模糊控制法，人工神经网络法等，其中扰动观察法和电导增量法被普遍采用。扰动观察法原理是通过此次采集到的太阳能输出功率和上次的比较来改变跟踪方向；电导增量法原理是太阳能电池输出的动态电导值(dI/dV)与静态电导负数(-I/V)比较，以此来判断电压调整方向来进行最大功率跟踪控制的方法。如果环境不稳定，例如发生突变，步长的选择过大，加之测量误差的影响，使得上述两种方法无法避免会存在误判和最大功率点附近的振荡，使其发电效率降低，经济效益降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提出了一种太阳能光伏最大功率跟踪控制方法。该方法可根据外界环境的变化时自动调整步长，系统始终保持在最大功率点运行，克服了传统变步长算法启动慢和光照剧烈变化时动态响应慢等问题。

其技术方案如下：

一种太阳能光伏最大功率跟踪控制方法，太阳能电池输出功率-电压曲线在最大功率点附近为左右对称的单峰曲线，可近似最大功率点为顶点，最大功率点处电压为对称轴抛物线曲线，通过检测到达抛物线拟合的区域的三组功率-电压数据，求解抛物线方程，抛物线方程的极值点即为太阳能电池的最大功率点，具体步骤如下：

步骤1：采用变步长扰动观测法，进行最大功率跟踪；

步骤2：在进入抛物线拟合区域R之后，按照抛物线逼近法进行最大功率点的跟踪确定；

步骤3：根据外界环境的改变实时调整步长，进而动态的改变步长的大小，进行最大功率跟踪控制。

进一步，步骤1具体为：

假定辐照度、温度等环境条件不变，并设V_k、I_k为第K次检测的光伏电池电压、电流值，P_k为对应的输出功率，ΔV为电压调整步长，ΔP＝P_(k)-P_(k-1)为电压调整前后的输出功率差。

a.当增大参考电压V_ref(V_ref+ΔV)时，若P_(k)＞P_(k-1)，表明当前工作点位于最大功率点左侧，此时应增大参考电压的扰动方式，即V_ref＝V_ref+ΔV