一种基于跳跃策略的多峰值光伏阵列最大功率点跟踪算法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于跳跃策略的多峰值光伏阵列最大功率点跟踪算法，当光伏阵列受均匀光照时，采用电导增量法进行最大功率跟踪；当光伏阵列由均匀光照变为局部遮挡时，通过构建的负载线函数，结合电导增量法，能够快速定位出各个局部最大功率点，从而实现全局最大功率点跟踪。本发明专利技术提供的追踪方法实用性较强，尤其在光伏阵列出现部分遮挡时优越性更加明显。通过构建的负载线函数，有效的解决了传统最大功率点追踪易陷入局部最优的问题，准确地实现最大功率输出，为光伏阵列的多峰值最大功率点追踪提供了新的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于跳跃策略的多峰值光伏阵列最大功率点跟踪算法，属于光伏阵列应用

技术介绍
面对日趋严重的能源危机问题，太阳能作为可再生能源发挥着越来越重要的作用。光伏发电作为当前利用太阳能的主要方式之一，其开发和利用得到不断的发展。为了提高光伏发电系统的光电转换效率，应使光伏组件动态地工作在最大功率点附近，并匹配合适的MPPT算法(如电导增量法)找到最大功率点。理想状态下，可认为光伏组件内部的每个光伏电池都工作在相同的环境，其输出是完全相等的，因此光伏组件在日照强度以及工作温度恒定的情况下，其P-U特性曲线存在唯一的最大功率点。然而在局部阴影条件下，失配的电池不但对组件输出没有贡献，而且会消耗其余电池产生的能量，导致局部过热，产生热斑效应。当若干个光伏组件串联成光伏阵列时，为了避免产生“热斑”，需要在光伏组件两端并联旁路二极管，当某组件被遮挡时，该旁路二极管导通，使组件的输出特性发生较大变化，显示出多峰值特性。局部阴影下P-U曲线的多峰值特性使系统对最大功率点的跟踪造成了一定的干扰，常规的MPPT算法会使系统陷于局部峰值而无法跟踪到真正的最大功率点，降低了光伏组件对光能的利用率，导致系统的输出功率大幅度降低，造成资源浪费。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于跳跃策略的多峰值光伏阵列最大功率点跟踪方法，解决目前局部阴影下常规的MPPT算法会使>系统陷于局部峰值而无法跟踪到全局最大功率点的问题。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种基于跳跃策略的多峰值光伏阵列最大功率点跟踪算法，其特征是，包括如下步骤：1)对光伏阵列是否出现部分遮挡进行采样判定：若没有出现，功率跟踪模块采用电导增量法进行最大功率点跟踪；2)若光伏阵列出现部分遮挡时，进行采样判定，构建负载线函数；21)光伏阵列单元的开路电压VOC、短路电流ISC的确定：包括标况条件下与任意条件下值的确定：在标况条件下，通过查阅光伏电池组件性能参数表可以获得光伏阵列单元的开路电压VOC、短路电流ISC的值；在任意条件下，首先需要获取标况条件下光伏阵列单元的开路电压VOC、短路电流ISC的值，所述标况条件为光照强度Sref＝1000W/m2，温度Tref＝25℃；然后根据任意条件下VOC、ISC与标况条件下的函数关系： I S C ( T , S ) = I S C _ r e f × ( 1 + A ( T - T r e f ) ) × S S r e f , V O C ( T , S ) = V O C _ r e f × ( 1 + B ( T - T r e f ) ) × ln ( e + C ( S S r e f - 1 ) ) , ]]>其中，A＝0.0025/℃，B＝0.0028/℃，C＝0.5(W/m2)-1，ISC_ref为标准工况下的短路电流，VOC_ref为标准工况下的开路电压；得到任意条件下的VOC、短路电流ISC；22)负载线函数个数的确定：I)通过光照强度与温度传感器检测光伏阵列单元受遮挡的数目N1；II)根据串联电池组件的波峰数目与受遮挡的数目关系:N2＝N1+1，确定出此时的波峰数目N2；III)根据负载线函数个数与波峰数目的关系式：N3＝N2-1，确定出负载线函数的个数；23)负载线函数的确定：将开路电压VOC、短路电流ISC以及负载线函数个数代入负载线函数VN＝I×VOC/ISC+(N-1)×VOC，其中：I表示遮挡前最大功率点处的电压值对应的遮挡之后的电流值，N表示跳跃次数，且N＝1,2,...,N3；3)构建功率跟踪模块：31)检测电路运行的状态，判断是否出现电流跌落状况：电流是否跌落通过： | 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于跳跃策略的多峰值光伏阵列最大功率点跟踪算法，其特征是，包括如下步骤：1)对光伏阵列是否出现部分遮挡进行采样判定：若没有出现，功率跟踪模块采用电导增量法进行最大功率跟踪；2)若光伏阵列出现部分遮挡时，进行采样判定，构建负载线函数；21)光伏阵列单元的开路电压VOC、短路电流ISC的确定：包括标况条件下与任意条件下值的确定：在标况条件下，通过查阅光伏电池组件性能参数表可以获得光伏阵列单元的开路电压VOC、短路电流ISC的值；在任意条件下，首先需要获取标况条件下光伏阵列单元的开路电压VOC、短路电流ISC的值，然后根据任意条件下VOC、ISC与标况条件下的函数关系，得到任意条件下的VOC、短路电流ISC；22)负载线函数个数的确定：I)通过光照强度与温度传感器检测光伏阵列单元受遮挡的数目N1；II)根据串联电池组件的波峰数目与受遮挡的数目关系:N2＝N1+1，确定出此时的波峰数目N2；III)根据负载线函数个数与波峰数目的关系式：N3＝N2‑1，确定出负载线函数的个数；23)负载线函数的确定：将开路电压VOC、短路电流ISC以及负载线函数个数代入负载线函数VN＝I×VOC/ISC+(N‑1)×VOC，其中：I表示遮挡前最大功率点处的电压值对应的遮挡之后的电流值，N表示跳跃次数，且N＝1,2,...,N3；3)构建功率跟踪模块：31)检测电路运行的状态，判断是否出现电流跌落状况：电流是否跌落通过：|VN-VN-1|≤ϵ1|IN-IN-1|≥ϵ2]]>来判定，ε1、ε2为设定阈值，若该组式子成立，则电流跌落；如果未出现跌落保持当前的状态输出，如果出现跌落，进入步骤下一步；32)保持当前电压值V1不变，待电路稳定后得到此时电流值I1；经过步骤23)中的负载线函数处理，可分别跳跃至各局部最大功率点区域，经过电导增量法跟踪后得到各局部最大功率点值；33)搜索电压值V1区域所在的最大功率点，将其值与步骤32)中各局部最大功率点进行比较，功率值最大的即为全局最大功率点。...

【技术特征摘要】
1.一种基于跳跃策略的多峰值光伏阵列最大功率点跟踪算法，其特征是，
包括如下步骤：
1)对光伏阵列是否出现部分遮挡进行采样判定：若没有出现，功率跟踪模
块采用电导增量法进行最大功率跟踪；
2)若光伏阵列出现部分遮挡时，进行采样判定，构建负载线函数；
21)光伏阵列单元的开路电压VOC、短路电流ISC的确定：包括标况条件下与
任意条件下值的确定：
在标况条件下，通过查阅光伏电池组件性能参数表可以获得光伏阵列单元
的开路电压VOC、短路电流ISC的值；
在任意条件下，首先需要获取标况条件下光伏阵列单元的开路电压VOC、短
路电流ISC的值，然后根据任意条件下VOC、ISC与标况条件下的函数关系，得到
任意条件下的VOC、短路电流ISC；
22)负载线函数个数的确定：
I)通过光照强度与温度传感器检测光伏阵列单元受遮挡的数目N1；
II)根据串联电池组件的波峰数目与受遮挡的数目关系:N2＝N1+1，确定出
此时的波峰数目N2；
III)根据负载线函数个数与波峰数目的关系式：N3＝N2-1，确定出负载线
函数的个数；
23)负载线函数的确定：将开路电压VOC、短路电流ISC以及负载线函数个数
代入负载线函数VN＝I×VOC/ISC+(N-1)×VOC，其中：I表示遮挡前最大功率点处的
电压值对应的遮挡之后的电流值，N表示跳跃次数，且N＝1,2,...,N3；
3)构建功率跟踪模块：
31)检测电路运行的状态，判断是否出现电流跌落状况：电流是否跌落通
过： | V N ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰，胡庆燚，田敏，陈俊马，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32