[发明专利]以最大功率点旋转备用容量跟踪的光伏发电系统控制方法

摘要

本发明公开了属于电力电子控制技术领域的一种以最大功率点旋转备用容量跟踪的光伏发电系统控制方法。包括：获取光伏电池性能参数，并将光伏电池电路变换为等效电路；根据光伏阵列输出特性曲线是单峰值曲线的条件，确定追踪光伏电池最大功率点的条件下输出功率与输出电压之间的初始判别关系；根据系统旋转备用容量的选择标准，变更功率跟踪点；根据外界环境与光伏阵列输出特性曲线之间的关系，采用VSG功率控制器，模拟同步发电机的机械惯性、调频器和励磁控制器特性和电感电流作为内环反馈的双闭环控制方法，确定PV‑VSG的惯性及阻尼参数。实现预留旋转备用容量的同时实时跟踪系统发电负荷的最大功率点和暂稳态下实时跟踪功能。

主权项

1.一种以最大功率点旋转备用容量跟踪的光伏发电系统控制方法，所述方法包括步骤：A.获取光伏电池性能参数，将光伏电池电路变换为等效电路；B.确定追踪光伏电池最大功率点的条件下输出功率P与输出电压U之间的初始判别关系；C.根据系统旋转备用容量的选择标准，变更功率跟踪点；D.根据外界环境与光伏阵列输出特性间的关系，确定系统具有旋转备用容量的条件下P与U之间的改进判别关系，进而确定改进的最大功率点跟踪MPPT算法；E.光伏虚拟同步机PV‑VSG发电系统的外环控制采用VSG功率控制器，内环控制采用双闭环；F.确定PV‑VSG的惯性及阻尼参数；其特征在于，所述步骤B中追踪光伏电池最大功率点Pm的条件下输出功率P与输出电压U之间的初始判别关系是根据光伏阵列输出特性曲线是单峰值曲线的条件dP/dU＝0确定；对功率dP求其对输出电流I和输出电压U的全微分可得电导增量法最大功率点处满足的关系式为：I+U·dI/dU＝0；并根据外界环境的光照强度S和环境温度T与光伏阵列输出特性间的关系，采用隐式曲线拟合法确定0.9Pm处P‑U曲线斜率kP‑U＝f(S,T)，此时功率跟踪点变更为P‑U曲线上行线的0.9Pm处需满足的条件为：当I+U·dI/dU‑kP‑U>0时，工作点在系统实际发电负荷的最大功率点Pm左侧，则需正向扰动；当I+U·dI/dU‑kP‑U＝0时，工作点为系统实际发电负荷的最大功率点Pm；当I+U·dI/dU‑kP‑U<0时，工作点在系统实际发电负荷的最大功率点Pm右侧，则需负向扰动；所述步骤C中系统旋转备用容量的选择标准为光伏阵列最大输出容量的10％，且由光伏电池自身提供，故将功率跟踪点变更为P‑U曲线上行线的0.9Pm处；所述PV‑VSG发电系统的控制分两大部分：外环的VSG功率控制器，要求实现逆变器的功率精确分配；内环的电压跟踪器，要求具有很好的跟踪性和抗扰性。