[发明专利]光伏阵列多峰最大功率点跟踪方法

摘要

本发明为光伏阵列多峰最大功率点跟踪方法，属于光伏发电技术领域。为实现光伏阵列的最大功率点跟踪(MPPT)，本发明采取的技术方案是：根据无阴影时光伏阵列的开路电压和短路电流初步选取全局最大功率点(MPP)所在山峰；然后以无阴影时光伏阵列最大功率点的电压与串联光伏组件数量之比值为基准，选取MPPT搜索步长；分别搜索左右两侧的MPP，直至搜索到某个MPP，其对应的输出功率值大于其左右两侧的MPP输出功率值，即认为该MPP为全局MPP；最后维持光伏阵列运行于全局MPP，并实时监测运行条件的变化，若运行条件变化，则重启多峰MPPT策略。本多峰MPPT策略不仅能以较高概率跟踪到全局MPP，而且跟踪过程中输出功率超调量小，跟踪速度快，具有优异的跟踪性能。

主权项

1.光伏阵列最大功率区间锁定方法、MPPT搜索步长及方向确定方法，包括如下步骤：步骤1、参数设置设置无阴影条件下的光伏阵列开路电压U_oc、短路电流I_sc、最大功率点电压U_max、阵列串联数m和并联数n；步骤2、初选全局MPP山峰所在区间2.1根据U_k/I_k≈U_oc/I_sc，在新运行条件下寻找I-U特性曲线上的工作点(I_k，U_k)；2.2采用传统无阴影条件下的MPPT算法(爬山法、电导增量法等)，寻找工作点(I_k，U_k)所在山峰的MPP(I_mi，U_mi)，并计算对应光伏阵列输出功率P_mi＝U_miI_mi；2.3计算MPP功率P_mi=U_miI_mi；步骤3、搜索全局MPP——向左搜索MPP3.1判断MPP(I_mi，U_mi)左侧MPP(U_mi-1，I_mi-1)是否已知，若是，跳转至步骤4.1；否则跳转至步骤3.2；3.2从MPP(I_mi，U_mi)出发，向左搜索邻近的MPP，取搜索步长ΔU_k=(0.5~0.8)U_max/m，令U_k=U_mi－ΔU_k，调整光伏阵列运行点至输出端电压为U_k；3.3在U_k邻近位置采样，计算若则跳转至步骤3.4，否则跳转至步骤3.5；3.4令U_k=U_k－ΔU_k，调整光伏阵列运行点至输出端电压为U_k，重复步骤3.3；3.5取搜索步长ΔU_k=(0.01~0.5)U_max/m，令U_k=U_k－ΔU_k，采用传统MPPT(爬山法、电导增量法、变步长算法等)跟踪所在山峰的MPP(U_mi-1，I_mi-1)；3.6计算MPP处光伏阵列输出功率P_mi-1=U_mi-1I_mi-1；步骤4、搜索全局MPP——向右搜索MPP4.1判断MPP(I_mi，U_mi)右侧MPP(U_mi+1，I_mi+1)是否已知，若是，则跳转至步骤5.1；否则跳转至步骤4.2；4.2从MPP(I_mi，U_mi)出发，向右搜索邻近的MPP，取搜索步长ΔU_k=(0.5~0.8)U_max/m，令U_k=U_mi+ΔU_k，调整光伏阵列运行点至输出端电压为U_k；4.3在U_k邻近位置采样，计算若则跳转至步骤4.4，否则跳转至步骤4.5；4.4令U_k+1=U_k+ΔU_k，调整光伏阵列运行点至输出端电压为U_k，重复步骤4.3；4.5取搜索步长ΔU_k=(0.01~0.5)U_max/m，令U_k+1=U_k+ΔU_k，采用传统MPPT(爬山法、电导增量法、变步长算法等)跟踪所在山峰的MPP(U_mi+1，I_mi+1)；4.6计算MPP处光伏阵列输出功率P_mi+1=U_mi+1I_mi+1；步骤5、搜索全局MPP——判别MPP(I_mi，U_mi)是否为全局MPP5.1若P_mi>P_mi+1，则跳转至步骤5.3，否则跳转至步骤5.25.2用MPP(U_mi，I_mi)替代MPP(U_mi-1，I_mi-1)，用MPP(U_mi+1，I_mi+1)替代MPP(U_mi，I_mi)，跳转至步骤4.1；5.3若P_mi>P_mi-1，则跳转至步骤5.5，否则跳转至步骤5.45.4用MPP(U_mi，I_mi)替代MPP(U_mi+1，I_mi+1)，用MPP(U_mi-1，I_mi-1)替代MPP(U_mi，I_mi)，跳转至步骤3.1；5.5则MPP(I_mi，U_mi)是全局MPP，跳转至步骤6.1；步骤6、光伏阵列运行过程实时监测6.1光伏阵列运行于全局MPP(U_mi，I_，mi)，采用传统MPPT方法维持光伏阵列在(U_mi，I_mi)所在区间实时追踪MPP，同时继续感知运行条件的变化，6.2若光伏阵列运行条件不变，则跳转至步骤6.1；否则重新启动多峰MPPT算法。