[发明专利]一种基于功率步进扰动的最大功率点跟踪方法

权利要求书

1.基于功率步进扰动的最大功率点跟踪方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施： 

步骤1：建立单级式光伏并网发电系统的稳态阻抗模型； 

步骤2：建立单级式光伏并网发电系统的动态数学模型； 

步骤3：分析单级式光伏并网发电系统的稳定性； 

步骤4：在稳定性分析基础上实现最大功率点跟踪。 

2.根据权利要求1所述的基于功率步进扰动的最大功率点跟踪方法，其特征在于，所述的步骤1建立单级式光伏并网发电系统的稳态阻抗模型，具体按照以下步骤实施： 

单相系统理想情况下稳态输出有功功率P_1P表示为： 

P_1p＝λI_iV_g， 

其中，I_i与V_g分别为并网电流与电网电压的有效值，λ为功率因数；以η表示并网逆变器的工作效率，则系统直流滤波电容C后面部分的电路等效阻抗R_1P表示为： 

式中，V_PV等于直流母线电压； 

三相系统理想情况下其输出有功功率P_3P表示为： 

其中，I_q与V_q分别为并网电流与电网电压在两相旋转坐标系下的q轴有功分量；三相系统直流滤波电容后面部分等效阻抗R_3P表示为： 

由上式可知： 

并网电流的幅值大小与并网逆变器的输出功率成正比，即： 

I_i∝P_1p，I_q∝P_3p， 

并网输出功率与光伏阵列输出功率存在比例关系： 

P_1p＝ηP_pv，P_3p＝ηP_pv。 

3.根据权利要求1所述的基于功率步进扰动的最大功率点跟踪方法，其特征在于，所述的步骤2建立单级式光伏并网发电系统的动态数学模型，具体按照以下步骤实施： 

电容C两端的电压与光伏阵列电压相等，以i_PV、i_C、i_out分别表示光伏阵列输出瞬时电流、直流滤波电容瞬时充电电流以及滤波电容后面部分电路的瞬时电流，v_PV表示光伏阵列输出瞬时电压，p_out为光伏阵列瞬时输出功率，则： 

结合光伏电池组件数学模型（I_z＝f(I_ph,V)＝I_ph-ε[exp(ξV_z)-1]）与上式可以得到如下式表示的光伏发电系统动态模型，式中，

其中，I_z为光伏组件输出电流，I_ph为电池组件的等效光生电流，V_z为光伏组件输出电压，ε＝n_pI₀，n_p为并联电池单元数目，I₀为光伏电池内部等效二 极管的P-N结反向饱和电流，ξ＝q/n_ck_cTn_sq为电子电荷量，n_c为二极管特性因子，k_c为波尔兹曼常数，T为光伏电池绝对温度，n_s为串联电池单元数目； 

对于单相系统，输出功率中含有交流成分，理想情况下描述为： 

其中，为平均输出功率，ω_g为电网频率； 

对于三相系统，理想情况下其输出功率中仅含有直流成分，用下式表示： 

直流滤波电容中储存一定的能量，且存在： 

p_pv＝p_out+i_cv_pv。