[发明专利]一种太阳能组件快速MPPT方法

权利要求书

1.一种太阳能组件快速MPPT方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：整点时，改变光伏组件板外部Buck电路5次，测量5组电压、电流值，根据电压情况确定相应的遮蔽情况，从而确定相应的5参数模型；

步骤S2：根据5参数模型和这5组电压、电流值确定5个方程，用迭代法求解5参数，从而得到整点时的U-I关系；

步骤S3：对任意时刻，设定辐照度与上一整点时刻的相同，将5参数中只受温度变化影响的3个参数用整点值代，对于2个受辐照度影响较大的参数，通过测量2组电压、电流值确定2个方程，直接解出2参数的值，从而得到任意时刻的U-I关系；

步骤S4：利用U-I关系式和最大功率点处功率P对电压U的导数为0确定最大功率点对应的电压、电流值，继而确定Buck电路占空比，调节占空比，使得光伏组件板运行在最大功率点处；

步骤S5：结合扰动观察法小范围精细调整，跟踪最大功率点；

所述光伏组件板包括60个电池单体，一个电池单体等效的5参数模型如公式(1)所示：

式中：q为电子电量常量，为1.602×10^-19C；k为玻尔兹曼常量，为1.381×10^-23J/K；A为二极管特性拟合系数，是一个变量，其值在1到2之间；

所述5参数分别是I_ph为光生电流、R_sh为等效并联电阻、I_s为二极管饱和电流、R_s为等效串联电阻以及为系数，其中q为电子电量常量，A为二极管特性拟合系数，T为实时的温度，标准工况为辐照度为1000W/m²，电池工作温度为25℃；

其中，光生电流I_ph在不同照度和辐照度下的修正量如式(2)所示：

式中：I_phref是标准工况下的光生电流；S为实时的辐照度，S_ref为标况下的辐照度；C_T为温度系数；

二极管饱和电流I_s在不同温度下的修正量如公式(3)所示：

式中：I_sref是标况下的二极管饱和电流，T_ref为标况下的温度，E_g为禁带宽度；

等效串联电阻R_s的修正式如公式(4)所示：

式中：β＝0.217，R_sref为标准工况下的等效串联电阻，计算可知，辐照度变化，R_s变化不大；

等效并联电阻R_sh的修正式如公式(5)所示：

式中：R_shref为标准工况下的等效并联电阻；

所述5参数中，短时间内温度以及辐照度不对参数I_s和R_s产生影响，对参数I_ph、R_sh受辐照度影响较大，从而在确定某一特定时刻的五参数值时，I_s和R_s参数为整点处的值，只需确定I_ph、R_sh的值。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能组件快速MPPT方法，其特征在于，

所述光伏组件板中，每20个电池单体为1组，每组串联一个旁路二极管，记N＝60，光伏组件板输出电流和电压的关系式如公式(6)所示：

考虑遮蔽情况，当一组电池单体中有一个单体或几个单体被遮蔽，电流将直接通过旁路二极管，每组的端电压将是二极管的正向导通电压；

假设一块电池板有N₁个硅片没有遮蔽，N₂个硅片被遮蔽，从而考虑遮蔽情况下U-I关系式如式(7)所示：

式中：U_DD为一个二极管的正向导通电压。