[发明专利]光伏发电系统最大功率点跟踪基于温度变化的控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)基于温度变化的控制方法及装置。它属于一种基于太阳能光伏系统温度变化时MPPT的控制方法及装置。

背景技术

太阳能光伏发电阵列的输出电压电流曲线具有非线性的特性。光伏发电阵列可以工作在不同的输出电压，但只有输出在某一电压值时，光伏系统的输出功率才能达到最大功率点。目前国内外已提出扰动观察法，电导增量法，自适应法等多种最大功率点跟踪(MPPT)的控制方法。由于MPPT主要受日光照度及环境温度的影响，但上述诸控制方法多考虑日光照度为主要变量因素，而忽略了环境温度对MPPT的制约。因此，在外部环境温度变化缓慢时上述诸方法行之有效，但外部环境温度发生急剧变化时，尤其是在草原、沙漠和偏远山区，上述各种控制方法追踪速度变慢且整体输出效率低。难以快速搜索到新MPPT，从而造成能量损失并可能出现误控制。

发明内容

本发明的目的是解决现有控制方法存在着追踪速度慢、无温度跟踪和整体输出效率低的技术问题，提供一种基于温度变化控制光伏发电系统最大功率点跟踪和整体输出效率高的光伏发电系统最大功率点跟踪基于温度变化的控制方法及装置。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)基于温度变化的控制方法，其根据下列公式，计算出光伏发电阵列基于温度变化的功率电压曲线上的电压增量即电压搜索步长Δu_pv(t，ΔT)，通过控制该阵列功率电压曲线上的电压增量即电压搜索步长Δu_pv(t，ΔT)，动态寻找阵列功率电压运行曲线上的与温度变化相关的实时功率计算值ΔP(t，ΔT)，若无温度变化，ΔT＝0，则电压搜索步长Δu_pv(t，ΔT)，实时功率计算值ΔP(t，ΔT)即为脉冲宽度调制(PWM)电路和升降压斩波电路上的控制量，按传统方法控制；若温度变化，及时动态调整电压搜索步长Δu_pv(t+1，ΔT)，使之跳跃至所处温度的功率电压运行曲线上，寻找与该温度变化相关的实时功率计算值ΔP(t，ΔT)，从而实现对光伏发电阵列最大功率点跟踪(MPPT)的控制；所述公式为：

Δu₀(t，ΔT)＝KΔu_pv(t-1，ΔT)(1-aΔT)(1+bΔT)    (1)

公式(1)中，Δu₀(t，ΔT)是t时刻光伏阵列与温度增量ΔT相关的实时采集计算的等效开路电压的增量，K是升降压斩波电路占空比调整系数，Δu_pv(t-1，ΔT)是前一时刻的实时采集计算的光伏阵列与温度增量ΔT相关的等效直流电压增量，ΔT是t-1到t时刻的温度增量，a、b为温度变化系数：a＝0.0025/℃，b＝0.5/℃；

ΔI_sc(t，ΔT)＝ΔI_sc(t-1)(1+aΔT)         (2)

公式(2)中，ΔI_sc(t，ΔT)是t时刻光伏阵列与温度增量ΔT相关的实时采集计算的等效短路电流增量，ΔI_sc(t-1，ΔT)是前一时刻与温度增量ΔT相关的实时采集计算的光伏阵列等效短路电流增量；