[发明专利]一种变步长MPPT控制方法

摘要

本发明公开了一种变步长MPPT控制方法，包括建立光伏电池模型和升压电路模型，并在太阳能电池模型的基础上建立升压电路模型以实现最大功率点跟踪。获取光伏电池的输出电压、电流值，计算出ΔUk、ΔIk、ΔUk+1、ΔIk+1以及ΔP。计算并判断参数H是否大于0。若H＞0，依旧使用大步长电导增量法搜寻最大功率点；若H≤0时，系统的跟踪步长变小，使之快速收缩到最大功率点附近；若外部环境变化不明显，导致系统内部功率细微的变化，则输出H＝‑1；若外部环境发生突变，而且变化较大，导致ΔP较大，超过了预设的极限值limΔP，则输出H＝1。该方法在离最大功率点较远时采用大步长电导增量法，跟踪能力得到提高；接近最大功率点后，切换为小步长跟踪方案，提高了光伏组件的平均输出功率。

主权项

一种变步长MPPT控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：由MPPT控制电路建立光伏电池模型和升压电路模型，并在太阳能电池模型的基础上建立升压电路模型以实现最大功率点跟踪；步骤(2)：获取光伏电池当前k‑1时刻的输出电压U(k‑1)和电流I(k‑1)，然后在当前输出电压基础上增大一个电压分量ΔU，得出k时刻的电压U(k)和电流I(k)，计算出ΔUk，ΔIk；再增大一个电压分量ΔU，得出k+1时刻的电压U(k+1)和电流I(k+1)，以及计算得出ΔUk+1，ΔIk+1，ΔP；所述步骤(2)中，ΔUk＝U(k)‑U(k‑1)，ΔIk＝I(k)‑I(k‑1)；ΔUk+1＝U(k+1)‑U(k)，ΔIk+1＝I(k+1)‑I(k)，ΔP＝U(k+1)I(k+1)‑U(k)I(k)，均通过检测到的电流电压值计算得到；步骤(3)：由传统的固定步长电导增量法建立并分析光伏电池板的P‑U特性曲线，在最大功率点的斜率为0，有可知在最大功率点处，当时,位于最大功率点左侧，需要增大参考电压保证系统向最大功率点靠近；当时，位于最大功率点右侧，需要减小参考电压保证系统向最大功率点靠近；在特性曲线左侧曲线右侧建立参数若H＞0，说明工作点运行在特性曲线单侧，仍未达到最大功率点，依旧使用大步长电导增量法搜寻最大功率点；反之，跟踪步长变小，计算并判断参数H是否大于0；步骤(4)：若H＞0，依旧使用大步长电导增量法搜寻最大功率点，返回步骤(2)；若H≤0时，减小系统的跟踪步长，使之快速收缩到最大功率点附近，执行步骤(5)；步骤(5)：若外部环境变化不明显，导致系统内部功率细微的变化，则输出H＝‑1，返回步骤(2)；若外部环境发生突变，而且变化较大，导致ΔP较大，超过了预设的极限值limΔP，则输出H＝1，返回步骤(2)；在离最大功率点较远时采用大步长电导增量法，跟踪能力得到提高；接近最大功率点后，切换为小步长跟踪方案，使工作点在最大功率点附近工作，提高了光伏组件的平均输出功率；所述步骤(1)中，升压电路模型得到的方程为：U＝(1‑D)Udc；式中，D为升压电路中晶体管的占空比；U为太阳能电池输出电压；Udc为升压电路瞬时输出电压。