[发明专利]一种变步长定速降额限功率MPPT扰动方法

摘要

一种变步长定速降额限功率MPPT扰动方法，通过比较前一次扰动产生的功率变化量与根据上位机下发的功率降额速率计算得到的功率变化量，计算得到功率降额系数α，并借由光伏组件功率‑电压关系，实时计算下一次扰动电压步长与功率降额系数和上一次实际电压变化步长间的关系；结合当前电压测量值，给出下一次电压扰动参考值；在实际功率与期望功率差值小于某一设定值时，采用定步长扰动，降低扰动引起的功率振荡，提高扰动精度；本发明方法可以简单地实现实时步长的计算，从而达到快速而精确地功率变化要求。

主权项

1.一种变步长定速降额限功率MPPT扰动方法，其特征在于：当逆变器运行在限功率模式，记当前功率值为Pcurrent，限功率目标值为Paim；若逆变器启机初始运行在MPPT模式下，则限功率模式意味着功率下降，也即Paim此处，α视作上一步扰动的功率降额系数；若α>1，表明上一次的扰动没有产生足够的功率下降额度，故在下一次扰动时需加大扰动步长；相反，若α<1，表明上一次扰动产生了过大的功率下降额度，下一次扰动步长需减小；而在α＝1时，表明扰动产生的功率下降额度恰好满足期望，故下一次扰动步长不变；若MPPT已经扰动到最大功率点右侧，周期足够小，且每次扰动后，电压、功率均能快速达到稳态，则前后两次扰动产生的功率降额认为近似相等，也即在功率电压曲线上的斜率近似相等故在上述假设成立的情况下，有若要令该步扰动达到期望功率下降值，即Δpk+1＝Δps，则有因此，利用功率降额系数α能够实现对扰动步长的迭代更新；所述扰动方法的具体步骤如下：步骤1:逆变器在开启MPPT功能后，按照系统设定的扰动周期Tm计数器进行递减计数，在设定的扰动周期Tm到来之前，系统一直处于等待状态，直到扰动周期Tm到；步骤2:在扰动周期Tm到来后，根据当前采集到的电压值Uk、电流值Ik计算当前功率值Pcurrent，然后将系统存储的前一次功率值Pk‑1、前一次电压值Uk‑1与当前功率值Pcurrent、当前电压值Uk分别做差，从而得到前一次扰动所导致的功率变化量Δpk、电压变化量Δuk；步骤3:根据上位机对逆变器运行模式的选择，若逆变器运行选择的是非限功率模式，系统将根据当前功率值Pcurrent、当前电压值Uk按照正常MPPT模式计算确定下一次电压扰动步长；步骤4:若逆变器运行选择的是限功率模式，则判断当前功率值Pcurrent与限功率目标值Paim的差是否超过系统设定的功率降额值即限值Δps，若两者差值未超过限值Δps，则表明当前功率Pcurrent非常接近限功率目标值Paim，此时为保证扰动精度，采用恒定电压扰动步长；步骤5:若当前功率值Pcurrent与限功率目标值Paim的差超过限值Δps，则根据设定功率降额速率计算的功率降额值，并利用步骤2中计算得到的前一次功率变化量Δpk与该功率降额值Δps根据公式(2)计算功率降额系数α，进而利用公式(5)及步骤2中得到的前一次扰动所导致的电压变化量Δuk计算出电压变化扰动步长；步骤6:根据当前电压值Uk与步骤3或4或5中计算得到的电压变化扰动步长，将两者相加确定下一次电压给定值，作为电压扰动参考，至此，一次扰动周期的算法流程结束。