[发明专利]一种改进型电导增量和模糊控制双模式MPPT控制方法

说明书

本发明公开了一种改进型电导增量和模糊控制双模式MPPT控制方法，其属于光伏发电系统的最大功率点追踪技术领域，其通过电导增量控制算法中步长可调，并与模糊控制算法相结合，在进入最大功率点右侧进行模糊控制搜索策略；本发明不仅追踪速度快，在光照剧烈变化时，还能避免系统出现剧烈震荡以及跟踪死区，并在最大功率点附近仅有少量波动，减少了稳态震荡；相比较于已有的MPPT具有较好的追踪性能和响应精度，追踪效率高，易于实现，减少了能量损失，解决了已有算法常有的震荡、响应不精确、追踪效率低，当光照出现剧烈变化时系统出现剧烈震荡以及跟踪死区等问题。

技术领域

本发明涉及一种改进型电导增量和模糊控制双模式MPPT控制方法，其属于光伏发电系统的最大功率点追踪技术领域。

背景技术

近年来，节能减排已成为国民经济发展的重要方向，节约能源已然成为当务之急。光伏发电系统具有环保、清洁、分布广、可再生等优点，在新能源应用领域中具有较大潜力。但光伏电池的输出由于易受光照、温度等的影响而呈现出较强的非线性，使光伏电池不能以最大功率输出，降低了系统的发电效率。因此，许多学者对光伏组件进行最大功率点追踪（MPPT）展开研究。现有多种MPPT控制方法，如扰动观察法（P＆O）、短路电流法（FSC）、电导增量法（INC）、模糊控制法以及神经网络法等。以上提出的方案均存在其优缺点和局限性，尤为重要的是在快速性，稳定性以及精确性方面不能兼得。其中扰动观察法的结构简单，硬件易于实现，但易产生震荡和发生误判等问题。此外，无论是定步长还是变步长的电导增量法，相比于扰动观察法跟踪速度快，稳态精度有所提高，但对传感器要求精较高，增加了设备成本；然而最为严重的是无法防止光照突变后产生大幅震荡的问题；基于此，提出模糊控制法，其良好的跟踪速度，较优的动态性和稳态性被广泛关。但模糊规则中的变量设定完全依赖于专家经验，造成初次寻优时间较长。上述算法虽然可以实现最大功率点追踪，但也存在着各自的不足之处，主要有以下几方面：

（1）短路电流法由于环境的变化，需要不断去测试光伏板当前的开路电压或短路电流，这不仅难以全部实现，同时也导致了能量损失；

（2）扰动观察法：在追踪了一个最大功率点后，其后的追踪由于会向两个方向进行扰动，因此会产生震荡，导致能量损失；

（3）电导增量法的性能受步长控制模型的影响较大，过小的步长导致追踪速度慢，过大的步长会引起震荡，并且在光照突然增大的时候无法准确响应；还会存在跟踪死区问题。

（4）神经网络算法在温度和太阳光照度等改变时光伏板的特性也会随之改变导致神经网络需要不断地被变化的光伏特性所训练，才能准确追踪，但这个实现难度大。

（5）模糊控制算法的性能主要依赖于设计者的经验、知识和能力，因此对设计者准确设计模型具有很高的要求。

发明内容

为克服现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供了一种改进型电导增量和模糊控制双模式MPPT控制方法。

本发明采用如下技术方案：

一种改进型电导增量和模糊控制双模式MPPT控制方法，其通过电导增量控制算法中步长可调，并与模糊控制算法相结合，在进入最大功率点右侧进行模糊控制搜索策略。

进一步的，所述电导增量控制算法中步长可调，并与模糊控制算法相结合，在进入最大功率点右侧进行模糊控制搜索策略，具体包括如下步骤：

步骤1、采样输出电压U(k)、输出电流I(k)，通过如下公式（1）~公式（3）计算d(U)、d(I)、d(P)和G(k)：

d(U)=U(k)－U(k－1) （1）

d(I)=I(k)－I(k－1) （2）

d(P)=P(k)－P(k－1) （3）