[发明专利]最大功率点跟踪方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，更具体地说，涉及最大功率点跟踪方法及系统。

背景技术

光伏电池的发电受光照强度、温度的影响，图1为光伏电池I-V特性，由图1可知，在特定光照和温度下，光伏电池只有一个最大功率点/工作点(也即单峰)。为了令太阳能光伏控制系统能够在同样的光照强度和温度情况下输出更多的电能，最大功率点跟踪(MPPT)技术应运而生。

定步长扰动观测法(Perturb & observe，PO)是目前实现MPPT的常用方式之一。其原理是每隔一段时间对光伏电池的工作点以固定步长ΔU(单位为伏)实施扰动(每次扰动即为一次MPPT中断)，然后测量扰动后的功率变化-若扰动后的功率值大于扰动前的功率值，则表示扰动方向正确，可朝同一方向扰动；反之，则往相反方向扰动。

但是，在实施本发明创造时，发明人发现，在采用定步长扰动观测法时，当工作点到达最大功率点附近时，会出现工作点跨过最大功率点的情形，但改变扰动方向后，工作点电压与最大功率点电压的差值还是小于步长，从而无法到达最大功率点，进而导致工作点在最大功率点两侧往复运动，即出现振荡现象。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例目的在于提供最大功率点跟踪方法及系统，以解决当工作点到达最大功率点附近时，采用定步长扰动出现的振荡问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的一个方面，提供一种最大功率点跟踪方法，包括：

S0、预设最大功率点数组；

S1、每隔第一预设时长以最大定步长step_max作为当前步长进行多次扰动，直至判断出达到最大功率点附近；

S2、将以所述step_max作为当前步长所作的多次扰动中得到的功率值中的最大值录入所述最大功率点数组，将所述step_max作为历史步长step_s；

S3、判断所述step_s乘以变步系数r后是否不小于预设的最小步长，如果是，转S4，否则转S5，所述变步系数小于1；

S4、将r*step_s设为当前步长；

S5、将所述最小步长设为当前步长；

S6、判断是否未到达第三预设时长，如果是，转步骤S7，否则转步骤S10；

S7、每隔第二预设时长以所述最大功率点数组中的最大值对应的工作点作为起始工作点，以当前步长对所述起始工作点进行一次扰动，得到扰动后的功率值；

S8、在所述扰动后的功率值大于所述最大功率点数组中的最大值时，将得到的扰动后的功率值录入所述最大功率点数组；

S9、将所述最大功率点数组中的最大值作为最大功率点输出，返回步骤S6；

S10、在到达第三预设时长时，清空所述最大功率点数组，返回步骤S1，所述第三预设时长不小于第二预设时长。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种最大功率点跟踪系统，包括数组单元、第一扰动单元、步长设定单元、第二扰动单元、清空单元，以及与上述各单元相连接的主控单元，其中：

所述数组单元，用于预设并存储最大功率点数组；

所述主控单元，用于：

在判断出达到最大功率点附近前，指示所述步长设定单元将最大定步长step_max作为当前步长，并指示所述第一扰动单元每隔第一预设时长以当前步长进行多次扰动；

以及，在判断出达到最大功率点附近时，指示所述第一扰动单元将以所述step_max作为当前步长所作的多次扰动中得到的功率值中的最大值录入所述最大功率点数组，并指示所述步长设定单元将所述step_max作为历史步长step_s，以及在r*step_s不小于预设的最小步长时，将r*step_s设为当前步长，或者在r*step_s小于最小步长时，将所述最小步长设为当前步长，所述r为小于1的变步系数；

以及，在判断出达到最大功率点附近后、但未判断出到达第三预设时长时，指示第二扰动单元每隔第二预设时长以所述最大功率点数组中的最大值对应的工作点作为起始工作点，以当前步长对所述起始工作点进行一次扰动，得到扰动后的功率值，并在所述扰动后的功率值大于所述最大功率点数组中的最大值时，将得到的扰动后的功率值录入所述最大功率点数组，将所述最大功率点数组中的最大值作为最大功率点输出；