[发明专利]一种光伏阵列局部遮挡下最大功率点跟踪方法

摘要

本发明公开了一种光伏阵列局部遮挡下最大功率点跟踪方法，该方法避免因扫描P-V曲线引起的功率损耗，对局部遮挡下的光伏阵列进行建模分析；在MPPT方法中引入约束条件，智能判断搜索区间的收缩方向和收缩大小：根据P-V特性曲线，在搜索区间中取三点大致描述P-V特性曲线的走势，如若判断大致走势为山顶图，则最大功率点出现在搜索区间中部，需自外向内双边收缩共计1/2的区间范围；反之，则最大功率点出现在搜索区间两端，通过计算两端各三点功率之和，准确把握单边收缩方向，避免陷入局部最大功率点；本发明提出单边收缩和双边收缩相结合的MPPT方法，通过智能调节收缩速率，避免陷入局部最大功率点，保证全局最大功率点跟踪精准度的同时，提高跟踪速度。

主权项

一种光伏阵列局部遮挡下最大功率点跟踪方法，其特征在于包括以下步骤：步骤①：光伏系统启动后，调节DC_DC电路占空比为0，采样光伏阵列开路电压Vr，设定第k次区间[V_{left_in}(k),V_{right_in}(k)]，V_{left_in}(k)、V_{right_in}(k)分别表示区间左、右端点输出电压值，令k＝0，则第0次区间数值为[0,Vr]；步骤②：计算区间范围△V＝V_{right_in}(k)‑V_{left_in}(k)；步骤③：对区间范围△V进行条件判断：A)若满足△V>0.01，调节DC_DC电路占空比，采样光伏阵列输出电压和输出电流：当光伏阵列输出电压满足V_l(k)＝[V_{left_in}(k)+V_{right_in}(k)]/4，记录此时输出电流I_l(k)；当光伏阵列输出电压满足V_m(k)＝[V_{left_in}(k)+V_{right_in}(k)]/2，记录此时输出电流I_m(k)；当光伏阵列输出电压满足V_r(k)＝[V_{left_in}(k)+V_{right_in}(k)]×3/4，记录此时输出电流I_r(k)；V_l(k)、V_m(k)、V_r(k)表示第k次采样的输出电压，I_l(k)、I_m(k)、I_r(k)表示第k次采样的输出电流，分别对应上述输出电压；计算第k次采样时，3点功率值P(k)＝V(k)×I(k)，并进行条件判断：a)若同时满足P_m(k)>P_l(k)和P_m(k)>P_r(k)，则记录当前最大功率点P_best(k)为P_m(k)，同时更新区间[V_{left_in}(k+1),V_{right_in}(k+1)]，数值为[V_l(k),V_r(k)]；采样次数k＝k+1，返回步骤②；b)若不能同时满足P_m(k)>P_l(k)和P_m(k)>P_r(k)，调节DC_DC电路占空比，采样光伏阵列输出电压和输出电流：当光伏阵列输出电压满足V_{l_a}(k)＝[V_{left_in}(k)+V_l(k)]/2，记录此时输出电流I_{l_a}(k)；当光伏阵列输出电压满足V_{l_b}(k)＝[V_l(k)+V_m(k)]/2，记录此时输出电流I_{l_b}(k)；当光伏阵列输出电压满足V_{r_a}(k)＝[V_m(k)+V_r(k)]/2，记录此时输出电流I_{r_a}(k)；当光伏阵列输出电压满足V_{r_b}(k)＝[V_r(k)+V_{right_in}(k)]/2，记录此时输出电流I_{r_b}(k)；V_{l_a}(k)、V_{l_b}(k)、V_{r_a}(k)、V_{r_b}(k)表示第k次采样的输出电压，I_{l_a}(k)、I_{l_b}(k)、I_{r_a}(k)、I_{r_b}(k)表示第k次采样的输出电流，分别对应上述输出电压；计算第k次采样时，4点功率值P(k)＝V(k)×I(k)，并进行条件判断：i.若满足P_{l_a}(k)+P_l(k)+P_{l_b}(k)>P_{r_a}(k)+P_r(k)+P_{r_b}(k)，则记录当前最大功率点P_best(k)为P_l(k)，同时更新区间[V_{left_in}(k+1),V_{right_in}(k+1)]，数值为[V_{left_in}(k),V_r(k)]；采样次数k＝k+1，返回步骤②；ii.若不满足P_{l_a}(k)+P_l(k)+P_{l_b}(k)>P_{r_a}(k)+P_r(k)+P_{r_b}(k)，则记录当前最大功率点P_best(k)为P_r(k)，同时更新区间[V_{left_in}(k+1),V_{right_in}(k+1)]，数值为[V_l(k),V_{right_in}(k)]；采样次数k＝k+1，返回步骤②；B)若不满足△V>0.01，得到输出电压V(k)＝[V_{left_in}(k)+V_{right_in}(k)]/2，所对应的输出功率即为最大功率点，实现最大功率点跟踪。