[发明专利]一种光伏最大功率点实时跟踪预测控制方法

摘要

本发明提供一种光伏最大功率点实时跟踪预测控制方法，S1，建立环境因子与光伏控制器中光伏最大功率点函数模型，并建立对环境因子与光伏控制器中光伏最大功率点函数模型中的实时输出电流进行控制的光伏控制器输出电流和电压的数学模型；S2，建立光伏变换器建立数学模型、状态空间模型，为控制输出电流的光伏变换器建立约束条件；S3，建立实时跟踪预测的目标函数，并建立用于确定目标函数的性能指标；S4，将所述目标函数在所述约束条件下求解，获得用于跟踪光伏最大功率点的最优控制序列。本发明可以实现光伏系统在迅速变化的外部环境条件下实时的模型预测控制，从而提高了对最大功率点的预测和跟踪能力。

主权项

一种光伏最大功率点实时跟踪预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，建立环境因子与光伏控制器中光伏最大功率点函数模型：p=v×i，pmax=max{p1,p2,…,pn}；其中：p为输出功率， p = ( C 1 + C 2 × G + C 3 × G 2 + C 4 × T ) 1 + C 5 × T ; v为实时输出电压；i为实时输出电流；pmax为输出最大功率；p1,p2,…,pn分别为第一个、第二个、第n个输出功率；C1，C2，C3，C4，C5分别为常数；G为实时测量的光照；T为实时测量的环境温度；S2，为控制输出电流的光伏变换器建立约束条件： E 1 × d ( k ) + E 2 × δ ( k ) + E 3 × z ( k ) ≤ E 4 × x ( k ) + E 5 0 ≤ d ( k ) ≤ 1 i min ≤ i ( k ) ≤ i max ; 其中：k为时间状态参数；E1，E2，E3，E4，E5分别为不等式系数矩阵；d(k)为k时刻光伏变换器的占空比；δ(k)为k时刻开关变量；z(k)为k时刻辅助变量；x(k)为k时刻光伏变换器的状态变量；i(k)为光伏变换器k时刻的输出电流；imin为最小输出电流，imax为最大输出电流；S3，建立实时跟踪预测的目标函数：J=γTHγ+2fTγ；其中：J为目标函数，H和f为预测输出电流的系数矩阵，γ为待求解的最优序列，H=ΩTQyΩ+Qm，f=2ζTQyζ‑2dTQm，ζ为预测输出模型中状态变量的系数矩阵，Ω为预测输出模型中序列γ的系数矩阵，d为变换器的占空比初始值，Qy和Qm均为正定权矩阵，T为矩阵转置符号；S4，将所述目标函数在所述约束条件下求解，获得用于跟踪光伏最大功率点的最优控制序列。