[发明专利]阶梯渐进型变步长MPPT系统及方法

摘要

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。

主权项

1.一种阶梯渐进型变步长MPPT方法，其特征在于：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Uk、电流Ik；(2)计算光伏模块的当前输出功率Pk＝Uk·Ik；(3)比较当前输出功率Pk与上一时刻输出功率Pk‑1以及当前输出电压Uk与上一时刻输出电压Uk‑1的大小；当|Pk‑Pk‑1|≤0.000001，则锁定最大功率点；当|Pk‑Pk‑1|＞0.000001、Pk＞Pk‑1且Uk＞Uk‑1，工作点在最大功率点左侧，则通过MPPT控制模块将ΔUmax(k)叠加到Uk中，得到新Uk值，即新Uk＝Uk+ΔUmax(k)；当|Pk‑Pk‑1|＞0.000001、Pk＞Pk‑1且Uk＜Uk‑1，工作点在最大功率点右侧，则通过MPPT控制模块将ΔUmin(k)叠加到Uk中，得到新Uk值，即新Uk＝Uk‑ΔUmin(k)；当|Pk‑Pk‑1|＞0.000001、Pk＜Pk‑1且Uk＞Uk‑1，工作点在最大功率点右侧，则通过MPPT控制模块将ΔUmin(k)叠加到Uk中，得到新Uk值，即新Uk＝Uk‑ΔUmin(k)；当|Pk‑Pk‑1|＞0.000001、Pk＜Pk‑1且Uk＜Uk‑1，工作点在最大功率点左侧，则通过MPPT控制模块将ΔUmax(k)叠加到Uk中，得到新Uk值，即新Uk＝Uk+ΔUmax(k)；其中，ΔUmax(k)——kT时刻一级扰动，ΔUmin(k)——kT时刻二级扰动且ΔUmax(k)＞ΔUmin(k)；ΔUmax(k)＝ΔUmax(k‑1)/n，ΔUmin(k)＝ΔUmin(k‑1)/n(n＞1)，n——步长渐进率；(4)将步骤三中的新Uk值带入下一个采样周期进行循环，直到锁定最大功率点；以上步骤中，每个采样周期内的Uk、Ik、Pk以及施加扰动ΔUmax(k)、ΔUmin(k)都会进行储存，以供下个采样周期使用。