[发明专利]光伏阵列输出最大功率跟踪控制的混成自动机方法

摘要

本发明光伏阵列输出最大功率跟踪控制的混成自动机方法，采用混成自动机理论建立包含温度、遮蔽、故障、气候、时间、检修、材料等影响因素在内的光伏阵列伏安特性和瓦伏特性的模型，能够充分、真实、全程、精细地反映光伏阵列输出的混成行为特征，采用混成自动机理论获取最大功率点的光伏阵列输出电压和和斩波器（Boost电路）控制的PWM信号，既能获得复杂条件下的瓦伏特性的全局最大功率点电压，还能够简单、高效产生PWM信号，消除不可控成分的技术问题，提高控制精度，又能简化控制器的设计，实现了高效性、经济性、可靠性和高精度的良好结合，具有广泛的实用性，工程应用价值重大。

主权项

一种光伏阵列输出最大功率跟踪控制的混成自动机方法，对光伏阵列输出采用混成自动机模型控制器进行最大功率跟踪控制，包括光伏阵列伏安特性混成自动机建模算法、全局最大功率点获取算法和斩波器Boost电路PWM控制算法；最大功率跟踪混成自动机控制方法的具体控制算法步骤如下：第一步：采样环境温度、光伏电池模块温度、光伏阵列倾斜角、光伏阵列方位角、光伏阵列输出的电压和电流、Boost电路输出的电压和电流；第二步：调取理想的伏安特性曲线和瓦安特性曲线；第三步：昼夜判断；第四步：判断温度范围，建立温度修正系数模型；第五步：判断天气状况，建立云层修正系数模型；第六步：判断检修状况；第七步：判断故障状况；第八步：判断遮挡物状况，建立遮蔽修正系数模型；第九步：建立实际的瓦安特性模型；第十步：计算最高功率点电压US及其占空比D，最高功率点电压US及其占空比D的算法如下：(1)给定初始值占空比D0，计算Us0，根据混成自动机P‑U模型，求出P0；(2)给定大步长ΔD1和小步长ΔD2，若k≤2，计算Dk＝D(k‑1)‑ΔD1；(3)计算Usk＝(1‑Dk)U0、ΔUk＝Usk‑Us(k‑1)，根据混成自动机P‑U模型，求出Pk、ΔPk＝Pk‑P(k‑1)；(4)若k＞2，给定函数S1：S1＝(ΔP(k‑1)/ΔU(k‑1))*(ΔPk/ΔUk)(5)若k＞2，给定函数S2：S2＝(Pk‑P(k‑1))*(Usk‑Us(k‑1))(6)若k＞2，根据S1和S2的变化情况确定最大功率点跟踪事件EMPPT，EMPPT为：EMPPT＝{EMPPT1,EMPPT2,EMPPT3,EMPPT4}事件EMPPT确定规则为：(7)若k＞2，根绝大步长ΔD1和小步长ΔD2，根据事件计算出占空比D(k+1)，算法如下：如果事件发生EMPPT1，则，Dk＝D(k‑1)‑ΔD1,如果事件发生EMPPT2，则，Dk＝D(k‑1)+ΔD1,如果事件发生EMPPT3，则，Dk＝D(k‑1)‑ΔD2,如果事件发生EMPPT4，Dk＝D(k‑1)+ΔD2；(8)若|ΔPk‑ΔP(k‑1)|＜|ΔPk|，返回(3)(9)若Usk≤Umin，返回(3)(10)计算最高功率点电压Usmax＝Us(k‑1)及其占空比D(k‑1)。