[发明专利]基于扰动观察的最大功率点跟踪方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能分布式可再生新能源发电技术领域，涉及一种适合单级式光伏并网发电系统的最大功率点跟踪控制策略，具体涉及一种基于扰动观察的最大功率点跟踪方法。

背景技术

光伏电池的输出功率特性具有很强的非线性，其最大输出功率及最大输出功率点电压与电流随着温度、光照强度、光照的不均衡度等因素变化。只有采用有效的最大功率点跟踪算法，才能提高光伏发电系统对光伏电池组件电能的利用率。

目前，光伏发电系统实现最大功率点跟踪的方法有很多：定电压法、扰动观察法、增量电导法、短路电流法等等，但是这些方法各有其优缺点及适用范围。普通的扰动观测法多为一阶的控制策略，通过改变相关的控制量，使得光伏阵列的输出功率或一些相关变量发生变化，通过判断变化前后这些变量在曲线上的位置确定下一步的控制方式，从而使得系统工作点逐步向最大功率点靠近。这种控制方式在双级或离线式的光伏逆变器中是可行的，但是在单级式的光伏并网系统中其控制策略稳定性差，将会导致母线电压崩溃或输出功率振荡，系统无法正常工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于扰动观察的最大功率点跟踪方法，解决了传统扰动观察法在单级式的光伏并网系统中控制策略稳定性差以及母线电压崩溃或输出功率振荡的问题，而且不受算法数字化的影响。

本发明所采用的技术方案是：基于扰动观察的最大功率点跟踪方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：对光伏阵列电压、电网电压和并网电流信号进行采样；

步骤2：建立单级式光伏并网发电系统的动态模型；

步骤3：对单级式光伏并网发电系统进行最大功率点跟踪。

本发明的特点还在于，

其中的步骤2建立单级式光伏并网发电系统的动态模型，具体按照以下步骤实施：

以i_PV、i_C、i_out分别表示光伏阵列输出瞬时电流、直流滤波电容瞬时充电电流以及滤波电容后面部分电路的瞬时电流，v_PV表示光伏阵列输出瞬时电压，p_out为光伏阵列瞬时输出功率，则：

ipv=ic+iout=Cdvpvdt+poutvpv,]]>

结合光伏电池组件数学模型I_z=f(I_ph,V)=I_ph-ε[exp(ξV_z)-1]与上式得到如下式表示的光伏发电系统动态模型，式中，