[发明专利]基于几何平均数的风光互补发电系统MPPT控制方法

说明书

基于几何平均数的风光互补发电系统MPPT控制方法，首先根据MPPT控制方法分别计算风力、光伏发电系统的占空比。然后用几何平均数求出这两个占空比的平均值，用此平均值调整风光互补发电系统的输出电压，进而可以调整其输出功率。从而实现用一个DC/DC直流变换电路同时跟踪风力和光伏发电系统输出功率的目的，结构简单，既可以降低成本又能实现MPPT功能。保证系统稳定输出，达到资源优化配置。

技术领域

本发明涉及风光互补发电系统MPPT(最大功率跟踪)控制方法，特别是实现用一个DC/DC直流变换电路同时跟踪风力和光伏发电系统最大功率的方法。

背景技术

随着科技的高速发展，人类对于能源的需求量不断增加。因此，加速清洁能源的普及与推广，已成为世界各国走可持续发展道路的必然选择。新能源发电供能系统得到了快速发展。太阳能和风能在时间上的互补性使得风光互补发电系统在资源分布上具有很好的匹配性。

在初始阶段，风光互补发电系统只是简单的将风力发电系统和光伏发电系统进行了组合。在此结构中风力发电系统经过AC/DC整流电路和DC/DC直流变换电路后连接到直流母线上；光伏发电系统经DC/DC直流变换后连接到直流母线上，但是其成本较高。随着电力电子技术、智能控制的高速发展以及诸多学者对风光互补发电技术的深入研究，很多先进的MPPT控制方法已日臻完善。

由于风能、太阳能会受到风速、光照强度等自然条件变化的影响。在使用一个DC/DC直流变换电路的风光互补发电系统中，适宜的MPPT控制方法至关重要，既可以降低成本又能实现MPPT功能。保证系统稳定输出，达到资源优化配置。

发明内容

本发明的目的是用一个DC/DC直流变换电路同时跟踪风力和光伏发电系统最大功率的目的。

本发明是基于几何平均数的风光互补发电系统MPPT控制方法，风力发电与光伏发电两个子系统共用一个DC/DC直流变换电路，其步骤为：

步骤1：在系统正常运行的情况下，采集风力发电系统的输出电流i_w、光伏发电系统的输出电流i_s、二者并联后的输出电压E、风光互补发电系统中DC/DC直流变换电路的输出电压U₀、风机的转速ω。根据采集到的风力发电系统的输出电压和输出电流计算风力发电系统的输出功率变化量△P_w＝P_k-P_k-1，其中P_k、P_k-1表示风力发电系统第k秒和第k-1秒时的输出功率；根据采集到的光伏发电系统的输出电压和输出电流计算光伏发电系统的输出功率变化量△P_s＝P_k-P_k-1，其中P_k、P_k-1表示光伏发电系统第k秒和第k-1秒时的输出功率。计算风机的转速变化量△ω＝ω_k-ω_k-1，其中ω_k、ω_k-1表示第k秒和第k-1秒时的风机转速。计算风光互补发电系统中DC/DC直流变换电路的输出电压变化量△U₀＝U_k-U_k-1，其中U_k、U_k-1表示第k秒和第k-1秒时风光互补发电系统中DC/DC直流变换电路的输出电压；

步骤2：由风力发电系统MPPT控制方法得到风光互补发电系统中DC/DC直流变换电路的电压占空比D_w[k]；同理，由光伏发电系统MPPT控制方法得到风光互补发电系统中DC/DC直流变换电路的电压占空比D_s[k]；

步骤3：将步骤2计算所得值D_w[k]与D_s[k]输入占空比计算器中，用几何平均数计算得出D_w[k]与D_s[k]的几何平均值D_sw[k]：