[发明专利]基于分段模型的光伏阵列 MPPT 控制器及控制方法

摘要

本发明提供一种基于分段模型的光伏阵列MPPT控制器，其与一光伏发电系统连接，以使光伏发电系统工作在最大功率输出状态，该光伏发电系统包括一光伏阵列、一电压电流测量电路以及一DC/DC转换电路，光伏阵列MPPT控制器包括：一DSP/MCU控制器，其与所述电压电流测量电路连接，并与所述DC/DC转换电路连接；一基于分段模型的控制模块，其运行于所述DSP/MCU控制器上。另外，本发明还提供了一种基于上述MPPT控制器的基于分段模型的光伏阵列MPPT控制方法。本发明使得光伏阵列的工作点精确地收敛于全局最大值，从而实现了最优控制。

主权项

1.一种基于分段模型的光伏阵列MPPT控制器，其与一光伏发电系统连接，以使光伏发电系统工作在最大功率输出状态，所述光伏发电系统包括一光伏阵列、一电压电流测量电路以及一DC/DC转换电路，其特征在于，所述光伏阵列MPPT控制器包括：一DSP/MCU控制器，其与所述电压电流测量电路连接，并与所述DC/DC转换电路连接；一基于分段模型的控制模块，其运行于所述DSP/MCU控制器上；其中，所述基于分段模型的控制模块：根据光伏阵列中光伏模块的串联个数K确定K个粗扫描工作点，使该K个粗扫描工作点的电压分别为为光伏模块的开路电压；在该K个粗扫描工作点测量与该K个粗扫描工作点对应的K个恒流段M₀段、M₁段、M₂段、M₃段......、M_K-1段的电流值；估算各恒流段的功率的局部极值：M₀段功率的局部极值M₁段功率的局部极值M₂段功率的局部极值M₃段功率的局部极值.....M_K-1段功率的局部极值PmppM(K-1)=(K-1)·βVocM·IM(K-1)]]>其中V_mpp为最大功率点的电压；取所有局部极值中的最大值点，对应的恒流段为全局最大功率点所在段；采用爬山类算法以一步长设定值Δd在该全局最大功率点所在段内搜索全局最大功率点，直至当前工作点的功率P(n+1)小于上一工作点的功率P(n)，令Δd＝-Δd；判断Δd是否小于一预设值ΔD_SET，如果为是，则进行下一步；如果为否，则令Δd＝Δd/2返回上一步；所述基于分段模型的控制模块还在当前工作点和上一工作点的电流的变化满足下述关系时重新开始粗扫描：|IPV[n]-IPV[n-1]IPV[n-1]|>ΔISET]]>其中I_PV[n]表示当前工作点的电流值，I_PV[n-1]表示上一工作点的电流值；ΔI_SET表示电流变化设定值。