[发明专利]一种基于电导增量方法的MPPT控制策略光伏发电最大功率追踪

说明书

本发明提出的一种光伏发电系统前级Boost变换装置采用MPPT控制策略的原理框图。太阳能光伏电池的输出特性是非线性的，其输出特性受光照强度和环境温度共同影响，在不同的光照条件和温度下，太阳能光伏电池的最大功率不同，为了使得整个光伏发电系统得以提高，需要实时对光伏电池的工作电压进行控制，使其一直运行在最大功率电处。当光伏电池工作在最大功率点处时，P‑V特性曲线在改点的斜率为0。电导增量法正是基于这点来寻找最大功率点所对应的电压值。将光伏电池的工作电压控制为V_m,这时其输出的功率即为在当时环境下所能输出的最大功率值P_m，从而提高光伏发电系统的发电效率。

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，具体是用一种基于电导增量方法的MPPT控制策略光伏发电最大功率追踪问题。

背景技术

当今社会，人们对环境保护和资源节约的重视程度越来越高，日益恶化的生态环境和逐渐枯竭的物资资源都促使着人们大力发展可再生清洁能源。光伏发电具有分布广、储量大、清洁可再生等特点，近些年得到了快速发展。

据初步统计，我国仅利用现有的建筑安装光伏发电其市场潜力就大约为3万亿千瓦以上，在加上西部广阔的戈壁光伏发电市场潜力约为数十亿千瓦以上。据不完全统计，在全球4％的沙漠上安装太阳能光伏系统就足以满足全球能源需求，目前全球煤炭资源已经越来越稀缺了，寻找可替代能源已经显得尤为重要了。因此，研究并选择合理光伏发电功率的方法是关键所在。

发明内容

针对光伏发电系统追踪最大发电功率的问题，本发明提出了一种基于电导增量方法的MPPT控制策略光伏发电最大功率追踪。

本发明解决了上述技术问题的技术方案是：

通过测量光伏电池的输出电压、电流，根据测量的电压、电流信号，得到I/U和dI/dU；然后用最大功率判别式判断光伏电池是否工作在最大功率点处，若不在，通过调节Boost变换电路开关信号的占空比D，使得系统向最大功率点移动。

附图说明

图1是本发明提出的一种光伏发电系统前级Boost变换装置采用MPPT控制策略的原理框图。

图2是本发明提出的一种基于电导增量法的MPPT控制策略流程框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，本发明提出的一种光伏发电系统前级Boost变换装置采用MPPT控制策略的原理框图。太阳能光伏电池的输出特性是非线性的，其输出特性受光照强度和环境温度共同影响，在不同的光照条件和温度下，太阳能光伏电池的最大功率不同，为了使得整个光伏发电系统得以提高，需要实时对光伏电池的工作电压进行控制，使其一直运行在最大功率电处。根据权利1所述的实例应用对象和控制方法，当光伏电池工作在最大功率点处时，P-V特性曲线在改点的斜率为0。电导增量法正是基于这点来寻找最大功率点所对应的电压值。将光伏电池的工作电压控制为V_m,这时其输出的功率即为在当时环境下所能输出的最大功率值P_m。

功率表达式：

P＝U·I (1)

当光伏电池工作在最大功率点时，功率对电压求导：

dP/dU＝I+U·dI/dU＝0 (2)

则光伏电池工作在最大功率点的判别条件为：

dI/dU＝-I/U (3)

当输出电导的增量等于负的输出电导值时，光伏电池工作在最大功率点。如图2所示，首先，测量光伏电池的输出电压、电流，根据测量的电压、电流信号，得到I/U和dI/dU；然后用最大功率点判别式判断光伏电池是否工作在最大功率点处，即判断产生的error信号是否为0。如果error信号为0，则此时光伏电池工作在最大功率点处，Boost变换电路开关信号的占空比D保持不变；如果error信号大于0，则光伏电池工作在最大功率点之前，这时修正信号ΔD大于0，使控制信号的占空比D变大，从而使光伏电池工作电压变大，系统向最大功率点移动；如果error信号小于0，则光伏电池工作在最大功率点之后，这时修正信号ΔD小于0，使控制信号的占空比D变小，从而使光伏电池工作电压变小，系统向最大功率点移动。