[发明专利]一种太阳能组件快速MPPT方法

摘要

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。

主权项

1.一种太阳能组件快速MPPT方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：整点时，改变光伏组件板外部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；所述光伏组件板包括60个电池单体，一个电池单体等效的5参数模型如公式(1)所示：式中：q为电子电量常量，为1.602×10‑19C；k为玻尔兹曼常量，为1.381×10‑23J/K；A为二极管特性拟合系数，是一个变量，其值在1到2之间；所述5参数分别是I_ph为光生电流、R_sh为等效并联电阻、I_s为二极管饱和电流、R_s为等效串联电阻以及为系数，其中q为电子电量常量，A为二极管特性拟合系数，T为实时的温度，标准工况为辐照度为1000W/m²，电池工作温度为25℃；其中，光生电流Iph在不同照度和辐照度下的修正量如式(2)所示：式中：Iphref是标准工况下的光生电流；S为实时的辐照度，Sref为标况下的辐照度；CT为温度系数；二极管饱和电流Is在不同温度下的修正量如公式(3)所示：式中：Isref是标况下的二极管饱和电流，Tref为标况下的温度，Eg为禁带宽度；等效串联电阻Rs的修正式如公式(4)所示：式中：β＝0.217，Rsref为标准工况下的等效串联电阻，计算可知，辐照度变化，Rs变化不大；等效并联电阻Rsh的修正式如公式(5)所示：式中：Rshref为标准工况下的等效并联电阻；所述5参数中，短时间内温度以及辐照度不对参数I_s和R_s产生影响，对参数I_ph、R_sh受辐照度影响较大，从而在确定某一特定时刻的五参数值时，I_s和R_s参数为整点处的值，只需确定I_ph、R_sh的值。