[发明专利]阶梯渐进型变步长MPPT系统及方法

说明书

本发明公开了一种阶梯渐进型变步长MPPT方法，本发明根据电压及功率的变化采用两种大小不同的可变步长，根据工作点在最大功率点左侧还是右侧，判断采用第一步长还是第二步长，从而提高跟踪速度随着工作点向最大功率点靠近；并且第一步长和第二步长均随n值比例递减，以改善在最大功率点附近的震荡现象，从而提高稳态精度。本发明还提供一种阶梯渐进型变步长MPPT系统，系统包括光伏模块、CPU模块、反激式DC‑DC变换电路模块、全桥式DC‑AC变换电路模块、EMI滤波电路模块、辅助电源电路模块、采样电路模块。本发明能实现最大功率点跟踪，使光伏模块在外界环境发生剧烈变化时具有良好的稳态、动态性能。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电领域，具体涉及一种阶梯渐进型变步长MPPT系统及方法。

背景技术

在全球能源危机日益严重的背景下，太阳能作为新能源的一种，凭着其储量丰富、经济、清洁无污染等优势,使其顺利成为最具发展潜力的新型可再生绿色能源。光伏阵列是光伏发电系统的重要组成部分，其输出功率与环境温度及光照强度呈非线性关系，输出功率的大小是制约光伏发电系统发展的重要因素之一。为提高输出功率，实际控制电路中需采用最大功率点跟踪(MPPT)技术，通过最大功率点跟踪(MPPT)技术，利用电力电子装置对光伏阵列的输出电压电流进行实时调节，可以使其运行在最大功率点上，从而提高光伏阵列转换的转换效率。

扰动观察法是目前研究最广泛并且应用最普遍的MPPT控制方法。扰动观察法通过变换器对光伏电池的输出电压施加扰动，每次干扰后，控制方法会比较干扰前后光伏源输出的功率值，如果功率增加则扰动方向相同，反之方向相反。扰动观察法的优点是结构简单、容易实现，但其缺点是不能判断何时达到最大功率点，存在震荡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能实现最大功率点跟踪的阶梯渐进型变步长MPPT系统及方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种阶梯渐进型变步长MPPT方法，该方法根据电压及功率的变化采用两种大小不同的可变步长，根据工作点在最大功率点左侧还是右侧，判断采用第一步长还是第二步长，从而提高跟踪速度随着工作点向最大功率点靠近；并且第一步长和第二步长均随n值比例递减，以改善在最大功率点附近的震荡现象，从而提高稳态精度；

具体包括如下步骤：

(1)通过电压传感器及电流传感器分别检测光伏模块在kT时刻的电压U_k、电流I_k；

(2)计算光伏模块的当前输出功率P_k＝U_k·I_k；

(3)比较当前输出功率P_k与上一时刻输出功率P_k-1以及当前输出电压U_k与上一时刻输出电压U_k-1的大小；

当|P_k-P_k-1|≤0.000001，则锁定最大功率点；

当|P_k-P_k-1|＞0.000001、P_k＞P_k-1且U_k＞U_k-1，工作点在最大功率点左侧，则通过MPPT控制模块将ΔU_max(k)叠加到U_k中，得到新U_k值，即新U_k＝U_k+ΔU_max(k)；