[发明专利]一种太阳能组件快速MPPT方法

说明书

本发明公开了一种太阳能组件快速MPPT的方法，包括：整点时，改变太阳能组件板外部Buck电路5次，测量5组电压、电流值，确定相应5参数模型；根据5参数模型利用迭代法求解5参数，得到整点的U‑I；对任意时刻，将其中受温度变化影响的3个参数用整点值代，对于另外2个参数，通过测量2组电压电流值确定2个方程，解出2参数的值，得到任意时刻的U‑I；利用功率对电压导数为0确定最大功率点对应的电压电流值，确定Buck电路占空比并调节使得光伏组件板运行在最大功率点处；结合扰动观察法小范围精细调整，跟踪最大功率点。本发明通过直接求解太阳能组件板U‑I方程，求解最大功率点快速确定最大功率点避免电路多次试探跳动。

技术领域

本发明涉及到光伏发电技术领域，具体地，涉及一种太阳能组件快速MPPT方法。

背景技术

太阳能是一种十分具有潜力的新能源，光伏发电是当前利用太阳能的主要方式之一。光伏器件的输出功率受辐照度和温度的影响，在外部环境稳定的条件下，光伏器件存在唯一的最大输出功率点。为了在同样的辐照度和电池结温条件下获得尽可能多的电能，需要对最大功率点实时跟踪。

早期对光伏阵列MPPT技术的研究主要是定电压跟踪法(CVT)、光伏阵列组合法以及实际测量法。目前光伏阵列的最大功率跟踪(MPPT)方法主要分为基于数学模型的方法、基于扰动的自寻优法和基于智能技术的方法。

基于数学模型的方法是以建立优化的数学模型为出发点，构造求解方法及光伏阵列特性曲线，从而得出光伏阵列的最大功率输出，所以光伏电池的等效电路模型及各种参数的正确性是需要着重考虑的。

利用五参数模型时，生产厂家一般只会给出标准工况下，即辐照度为1000W/m2，电池工作温度为25℃(298K)的开路电压UOC，短路电流ISC，最大功率点处的电压VMP和电流IMP值。现有技术中先利用上面的四个值求标况下的五参数，再引入修正量，来确定在一般情况下的五个参数值，但辐照度的实际测量误差可能会很大，可行性不高；且该方法是在假定二极管理想因子不变的情况下确定的，实际二极管理想因子对曲线的影响较大，对所有电池板没有一个普遍适合的值。

基于扰动的自寻优法是目前研究最广也是应用较为普遍的控制方法，根据直接测量到的光伏阵列的电压和电流等信息进行最大功率跟踪，括扰动观察法(P&O)、增加电导法和类似P&O法的波动相关控制法(RCC)等。这类方法需要试探性的调整电路的工作状态，逻辑简单，但比较盲目，时间不够快。而智能法包括模糊理论和神经网络等建立在大数据的条件下，目前不易实施。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种太阳能组件快速MPPT方法。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种太阳能组件快速MPPT方法，包括如下步骤：

步骤S1：整点时，改变太阳能组件板外部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。