[发明专利]一种估计光伏阵列多峰MPPT的方法

说明书

一种估计光伏阵列多峰最大功率点跟踪(MPPT)的方法，包括以下步骤：(1)根据最多可能存在的电流阶梯，每个阶梯选取至少5个点，将输出电压从开路电压到0按照最大阶梯数目的至少5倍进行平分，每个电压节点为采样测量点；(2)从开路电压开始依次减小地扫描光伏阵列的输出电压，直至为0，根据扫描到的测量点信息计算：U‑I特性曲线的阶梯数目、平稳电流和每个阶梯的长度，其中阶梯的编号从U‑I特性曲线的右边向左边逐渐增大；(3)基于每个阶梯的所述平稳电流、阶梯的长度计算估计电压，并计算每个阶梯的最大功率点功率估计值；(4)比较各个最大功率点功率估计值，得到最终全局峰值所在区间，并在该区间进行单峰最大功率点跟踪控制，得到最大功率点。

技术领域

本发明涉及光伏领域，特别涉及一种估计光伏阵列多峰最大功率点跟踪(MPPT)的方法。

背景技术

因为光伏电池板输出特性的非线性，导致光伏阵列最大输出功率随着光照强度和温度的变化而改变，因此光伏发电中进行最大功率点跟踪控制十分重要。传统的光伏电池最大功率点跟踪控制主要是针对单峰情况，而随着光伏阵列规模的增大，实际光伏阵列在光照不平衡时其输出特性曲线可能呈现多个局部最大值(多峰)，此时采用传统的单峰最大功率跟踪算法很容易收敛于局部峰值而非全局峰值，造成光伏电池输出功率的浪费。随着光伏发电的应用越来越广泛，光伏电站容量不断增大，多峰的情况也越来越多，因此，多峰情况下最大功率点跟踪方法的研究得到国内外学者越来越多的重视。现有的多峰最大功率点跟踪方法算法复杂，且需要额外硬件成本。

通过对光伏电池的输出特性进行分析，提出了一种估计多峰MPPT方法，拥有较低的复杂度和运算量以及较快的跟踪速度。

发明内容

本文提出了一种近似估计的多峰MPPT方法，基于光伏阵列的U-I特性曲线，通过数学公式推导，给出了较完整的理论证明，根据电池板特性，改进了功率近似估计的方法，直接求得了每个区间最大功率的估计值，减小了功率估计值与实际最大功率值的误差。本方法也无需每串电池板都配置一个电流传感器，节约了硬件成本。

有鉴于此，本发明设计了一种估计光伏阵列多峰MPPT的方法。

一种估计光伏阵列多峰最大功率点跟踪(MPPT)的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)根据最多可能存在的电流阶梯，每个阶梯选取至少5个点，将输出电压从开路电压到0按照最大阶梯数目的至少5倍进行平分，每个电压节点为采样测量点；

(2)从开路电压开始依次减小地扫描光伏阵列的输出电压，直至为0，根据扫描到的测量点信息计算：U-I特性曲线的阶梯数目、平稳电流和每个阶梯的长度，其中阶梯的编号从U-I特性曲线的右边向左边逐渐增大；

(3)：基于每个阶梯的所述平稳电流、阶梯的长度计算估计电压，并计算每个阶梯的最大功率点功率估计值；

(4)比较各个最大功率点功率估计值，得到最终全局峰值所在区间，并在该区间进行单峰最大功率点跟踪控制，得到最大功率点。

优选的，所述计算每个阶梯的最大功率点功率估计等于所述平稳电流与估计电压的乘积。

优选的，所述方法还包括：在扫描的过程中，根据已测点的信息，分析出已有的阶梯平稳电流和阶梯长度，估计已知阶梯的最大功率点功率大小，并预测剩余阶梯的最大功率点功率。

优选的，当已知阶梯的最大功率估计值大于所有其它已知阶梯的最大功率估计值，也大于预计的剩余阶梯的最大功率估计值，则得到最终全局峰值所在区间，结束扫描。

优选的，每个阶梯的最大功率点功率估计P_{es_x}计算方式如下：