[发明专利]一种电导增量与线性外推组合的最大功率点追踪方法

说明书

本发明公开了一种电导增量与线性外推组合的最大功率点追踪方法，首先利用线性外推或电导增量法求得理论上存在的局部最大功率点。然后利用线性外推或反向电导增量法求得局部最小功率点。接着再利用线性外推或电导增量法求得实际存在的局部最大功率点。其中，对基于电导增量法的最大功率点判断与控制规则的利用贯穿算法始终。

技术领域

本申请属于混合微能源采集功率管理技术领域，具体涉及一种电导增量与线性外推组合的最大功率点追踪方法。

背景技术

微型能源采集技术是将环境中存在的不同形式的能源(如光、热、磁场能量)转化为电能供设备使用。单一微型能源采集功率低且容易受环境变化影响，混合能源采集技术的提出提高了整体采集功率，但由于环境能源特性各不相同，混合后存在采集转换效率低的问题。研究发现功率-电压特性曲线在不同环境下可能存在多个功率峰值的情况，因此传统针对单一能源的最大功率点搜索方法不再适用。例如传统的扰动观察、电导增量等算法以及许多基于开路电压比值的改进现有方法与策略均无法针对混合微能源采集系统进行最大功率点追踪。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电导增量与线性外推组合的最大功率点追踪方法，能够在出现多个功率峰值的情况下快速搜索全局最大功率峰值。

为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：

一种电导增量与线性外推组合的最大功率点追踪方法，用于混合微能源采集系统的最大功率点追踪，所述电导增量与线性外推组合的最大功率点追踪方法，包括：

步骤1、获取所述混合微能源采集系统的输出电流、工作电压，得到混合微能源采集系统的电流-电压特性曲线、功率-电压特性曲线；

步骤2、初始化当前工作点A：初始化工作点A的占空比d(t)，输出电流i_PV＝i(t)，工作电压v_PV＝v(t)，t＝0，t表示迭代次数；

步骤3、判断当前环境下的工作点A是否为全局最大功率点，过程如下：

步骤3.1：根据电流-电压特性曲线计算混合微能源采集系统中电导、电流关于电压求导的绝对值分别为：

式中，g_DC表示电导，di_PV为输出电流的微分，dv_PV为工作电压的微分，g_ac为电流关于电压求导的绝对值；

步骤3.2：在混合微能源采集系统的电流-电压特性曲线中，基于电导增量法的最大功率点判断规则如下：

步骤3.3：定义Δg＝g_DC-g_ac，设定阈值系数ε，计算得到工作点A处的Δg记为Δg_A，当Δg_A≤ε时，根据公式(3)所示基于电导增量法的最大功率点判断规则，得到全局最大功率点的工作电压V_GMPP＝v(0)，并返回步骤1；当Δg_A＞ε时，根据公式(3)所示基于电导增量法的最大功率点判断规则，得到V_GMPP≠v(0)，则进入步骤4；

步骤4、基于线性外推法，判断工作点A所在的电流-电压特性曲线是否满足线性函数表达式，若工作点A所在的电流-电压特性曲线满足线性函数表达式，则进入步骤5；否则进行步骤6；

步骤5、利用线性函数表达式求得局部最大功率点的功率

步骤6、利用电导增量法求得局部最大功率点的功率

步骤7：记录最大功率点的功率