[发明专利]单级光伏系统的最大功率跟踪控制方法

摘要

一种光伏发电系统控制技术应用领域的单级光伏系统的最大功率跟踪控制方法，首先从当前环境条件下光伏阵列输出功率-电压特性曲线的左侧，开始搜索该曲线左侧的局域最大功率点，通过光伏阵列输出功率对电压的微分k和随k的绝对值递增的系数C，来共同决定叠加在光伏阵列最大功率点参考电压Uref上的步长和方向，使Uref快速迭代收敛至此曲线左侧局部最大功率点所对应的参考电压，有效提高跟踪的速度和精度；然后，同理分别从该特性曲线的右侧或中部开始搜索曲线右侧或中部可能存在的局部最大功率点；最后，从所有搜索到的局部最大功率点中选取功率最大的点为所求最大功率点。

主权项

1.一种单级光伏系统的最大功率跟踪控制方法，其特征在于按以下步骤对单级光伏系统进行最大功率跟踪控制：1)检测光伏阵列输出电压U_pv、电流I_pv；2)设k为1、2或3，初始化k＝1，设置初始跟踪电压U_ref(1)＝5％U_oc，其中U_oc为标准环境条件，即光照强度为1kW/m²和温度为25℃下光伏阵列开路电压；3)设置i＝2，i为当前采样时刻，i为自然数且i≥2；4)由式(1)求得当前采样时刻i及前一时刻i-1的光伏阵列输出功率P_pv(i)、P_pv(i-1)，由式(1)和(2)求得当前i时刻光伏阵列输出功率P_pv对电压U_pv的微分k；P_pv(i)＝U_pv(i)I_pv(i)                  (1)k(i)=Ppv(i)-Ppv(i-1)Upv(i)-Upv(i-1)---(2)]]>5)由式(3)确定系数C；6)按照式(4)计算当前i时刻的光伏阵列最大功率点参考电压U_ref(i)；U_ref(i)＝U_ref(i-1)+C·k(i)                (4)7)如果满足条件(5)，则得到第k个局域最大值点(U(k)，P(k))，其中U(k)＝U_ref(i)，P(k)＝P_PV(i)，继续执行下一步；否则，i＝i+1，回到步骤(3)；ΔP＝|P_pv(i)-P_pv(i-1)|≤1                 (5)8)如果k＝1，则k＝k+1，设置初始跟踪电压U_ref(1)＝95％U_oc，回到步骤(3)；9)如果k＝2，则继续判断是否同时满足式(6)和式(7)，若同时满足式(6)和(7)，则找到最大功率点(U_final，P_final)，其中P_final＝max(P(k)，P(k-1))，max为最大值比较函数，U_final＝P_final所对应电压值，结束所有步骤；若不同时满足式(6)和(7)，则设置初始跟踪电压U_ref(1)＝(U(k)+U(k-1))/2，k＝k+1，回到步骤(3)；ΔP＝|P(k)-P(k-1)|≤1                 (6)ΔU＝|U(k)-U(k-1)|≤1                 (7)10)如果k＝3，则找到最大功率点(U_final，P_final)，其中P_final＝max(P(k)、P(k-1)、P(k-2))，max为最大值比较函数，U_final＝P_final所对应电压值，结束所有步骤。