[发明专利]基于功率扰动的光伏逆变器MPPT控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于功率扰动的光伏逆变器MPPT控制方法。

背景技术

传统光伏逆变器架构为两级拓扑，前级DC/DC电路控制输入Panel电压，使Panel以最大功率输出，实现了最大功率跟踪；后级inverter bridge部分输出与电网电压同频的电流，可同相也可存在一定相位差（无功补偿）。

最大功率跟踪（以下简称MPPT，Maxim power point tracking）传统的方式是扰动观察法，即扰动PV Panel输出电压，使Panel工作在不同工作点上，采样其输出电压、输出电流，可找到最大功率时的工作点，然后通过DC/DC控制Panel工作在最大功率处。

为了能够稳定工作且得到稳定的输出电流，光伏逆变器前级、后级中间的母线电压需保持恒定，PV Panel输出电压低于母线电压时，DC/DC需把逆变器的输入电压升高至母线电压；PV Panel输出电压高于母线电压时，DC/DC需能够被bypass，使用Boost拓扑作为光伏逆变器DC/DC级可满足此要求。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种只需扰动、采样DC/DC级的输出功率即可找到Panel的最大功率点，并实现最大功率跟踪的基于功率扰动的光伏逆变器MPPT控制方法。

为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案：

一种基于功率扰动的光伏逆变器MPPT控制方法，其特征在于：通过在MPPT步长内增加给定输出电流，判断实际输出电流是否能跟踪上给定输出电流，从而可知PV Panel是工作在最大功率点的左侧还是右侧，即如果给定输出电流代表的功率小于PV Panel所能提供的最大功率，那么实际输出电流能追踪上给定输出电流，如果给定输出电流代表的功率超出了PV Panel所提供的最大功率，那么减小扰动电流并修改控制逻辑，使PV Panel工作在最大功率点。

上述的基于功率扰动的光伏逆变器MPPT控制方法的具体步骤如下：

（1）、根据当前占空比与上一周期占空比之差和当前输出电流                                                与上一周期输出电流之差，判断当前的给定输出电流代表的功率即给定功率处于PV Panel的最大功率点的左侧还是右侧：

若，>0，>0，

则，当前处于最大功率点右侧；

若，>0，<0，

则，当前处于最大功率点左侧；

若，<0，>0，

则，当前处于最大功率点左侧；

若，<0，<0，

则，当前处于最大功率点右侧；

（2）、若，当前处于最大功率点右侧，

则，控制环中current regulator的输入电流为，称之为正逻辑；

若，当前处于最大功率点左侧，

则，控制环中current regulator的输入电流为，称之为负逻辑；

式中的为输出电流的给定值；       

（3）若，当前处于最大功率点右侧，

则，；

若，当前处于最大功率点左侧，

则，。  

式中，为处于最大功率点右侧时电流给定值的扰动量，用来寻找最大功率；为处于最大功率点左侧时电流给定值的扰动量，用来使工作点退回到最大功率点右侧以避免控制环崩溃，故取值比稍大即可，为当前的输出电流的给定值，为上一周期的实际电流；

（4）、通过上述3个步骤，即可得到电流环控制器的给定值、扰动值、方向，电流环控制器产生的占空比信号送去控制MPPT电路的开关管，实现MPPT的功能。

上述的步骤中的取值要稍大以加快MPPT速度，取值为最大功率所对应电流的2%。

上述的步骤在数字控制下，取10-15即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明只需扰动、采样DC/DC级的输出功率即可找到PV Panel的最大功率点，并实现最大功率跟踪。

由于遮挡等外部因素，PV Panel功率曲线可能呈现双峰值甚至多峰值情况，本发明提出的方法以输出功率为参考，工作时一直向PV Panel索要功率，直至PV Panel再也不能提供所需的功率，因此对具有双峰值甚至多峰值的PV Panel也具有良好的追踪性能。  

附图说明

图1为本发明采用BOOST电路的硬件示意图；