[发明专利]一种改进PO法消除光伏发电系统稳态振荡的控制方法

说明书

本发明公开了一种改进PO法消除光伏发电系统稳态振荡的控制方法，具体包括如下步骤：步骤1，启动MPPT控制系统；步骤2，分别采集MPPT控制系统起动后当前k时刻光伏板的输出电流和输出电压，并通过A/D转换模块输入控制器，进行相关计算；步骤3，根据dV判断是否判断dI，根据判断结果输出占空比至存储空间；步骤4，判断dV，根据判断结果输出占空比至存储空间；步骤5，判断存储空间数值是否存在与当前占空比数值相等值，根据判断结果来判定MPPT控制系统是否达到稳定状态，决定是否定占空比输出。本发明解决了在光照强度连续变化时，扰动观察法在稳态时持续振荡，导致能量损耗，系统输出电压不稳定、纹波较大的问题。

技术领域

本发明属于新能源发电技术领域，涉及一种改进PO法消除光伏发电系统稳态振荡的控制方法。

背景技术

能源是社会发展的物质基础，与人们的生活息息相关，能源问题直接影响着世界的工业化进程。一方面，能源的过度消耗必然会导致生产力水平的不断下降，制约着人类的社会经济发展，使人类社会的发展陷入停滞不前的局面；另一方面，传统化石能源的大量使用所带来负面影响也是不可估量的，例如温室效应、酸雨形成、臭氧层空洞和光热污染等严重阻碍了人类的生存与发展，给人类社会的可持续发展埋下了隐患。因此，光伏发电产业在全球范围内获得了快速发展。太阳能成为新能源研究的热点之一。然而，太阳能光伏组件电源稳定性不高，温度、光照和负载的变化均会引起太阳能光伏电池输出功率的变化。为提高太阳能利用效率，需要对其进行人为的调控。目前常用的提高光伏电池利用率的方法，有利用最大功率点跟踪算法、提高光伏材料效率、优化光伏阵列结构及位置等。

其中最大功率点跟踪(MPPT)技术广泛应用于光伏(PV)系统中，以光伏阵列的峰值功率运行，峰值功率取决于太阳能和环境温度，传统的MPPT方法依据判断方法和准则的不同被分为开环和闭环MPPT方法。实际上，外界温度、光照和负载的变化对光伏电池输出特性的影响呈现出一些基本的规律，比如光伏电池的最大功率点电压与光伏电池的开路电压之间存在近似的线性关系，基于这些规律，可提出一些开环的MPPT控制方法，如定电压跟踪法，短路电流比例系数法和插值计算法等。闭环MPPT方法则通过对光伏电池输出电压和电流值的实时测量与闭环控制来实现MPPT，使用最广泛的自寻优类算法即属于这一类。典型的自寻优MPPT算法有扰动观察法和电导增量法两种。

在所有MPPT方法中，扰动与观测(PO)和增量电导(InC) 算法应用最为广泛，主要是因为它们简单且易于实现。然而，这两种算法都存在连续稳态振荡的缺点，并且在辐射快速变化的情况下跟踪速度慢，效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进PO法消除光伏发电系统稳态振荡的控制方法，解决了在光照强度连续变化时，扰动观察法在稳态时持续振荡，导致能量损耗，系统输出电压不稳定、纹波较大的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种改进PO法消除光伏发电系统稳态振荡的控制方法，具体包括如下步骤：

步骤1，启动MPPT控制系统；

步骤2，通过电压传感器和电流传感器，分别采集MPPT控制系统起动后当前k时刻光伏板的输出电流I_pv(k)和输出电压V_pv(k)，并通过A/D转换模块输入控制器，进行相关计算；

步骤3，根据dV判断是否判断dI，根据判断结果输出占空比至存储空间；

步骤4，判断dV，根据判断结果输出占空比至存储空间；

步骤5，由小到大进行排列，并判断存储空间数值是否存在与当前占空比数值相等值，根据判断结果来判定MPPT控制系统是否达到稳定状态，决定是否定占空比输出。

本发明的特点还在于：

步骤2的具体过程为：

步骤2.1，采用如下公式(1)计算当前k时刻的光伏板输出功率 P_pv(k)：