一种基于电导增量法的MPPT控制方法、控制装置、介质和设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于电导增量法的MPPT控制方法、控制装置、介质和设备，涉及光伏发电设备控制领域，包含如下步骤：A、初始最大功率点跟踪控制参数，所述跟踪点控制参数包括最大跃变次数；B、通过电导增量法追踪最大功率点，判断是否进入稳态，如进入稳态，则更新跃变次数；C、如跃变次数小于最大跃变次数，使输出电压产生跃变后返回步骤B进行跃变探索，并更新最优点坐标；D、如跃变次数等于最大跃变次数，则调整最大功率至最优点后，返回步骤B；E、如跃变次数大于最大跃变次数，则进入光照监测状态，判断光照是否突变；如光照无突变则返回步骤B；F、如光照突变，则工作点初始化，跃变次数归零，返回步骤B。达到稳定输出最大功率的目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电导增量法的MPPT控制方法、控制装置、介质和设备


[0001]本专利技术涉及光伏发电设备控制领域，更具体地说，它涉及一种基于电导增量法的MPPT控制方法、控制装置、介质和设备。

技术介绍

[0002]目前，实现光伏阵列最大功率点跟踪的算法主要包括以电导增量法和扰动观察法为代表的传统算法，这类算法可以在光照均匀环境下实现最大功率点跟踪，以及以粒子群算法、蚁群算法为代表的智能算法，这类算法可以控制光伏阵列的工作点在非均匀光照环境下稳定在最大功率点处。
[0003]在均匀光照环境下，扰动观察法、电导增量法可以有效控制光伏阵列的工作点稳定在最大功率点邻域内。然而，当光伏阵列中每个光伏模块所接收到的光照强度不同，由于光伏阵列的输出特性曲线由单一峰值变为多个峰值，这将直接导致扰动观察法和电导增量法无法实现全局最大功率跟踪，长时间工作在这种工况下，将会直接导致光伏发电系统效率降低。如图3所示当处于工况3的状态下，输出功率可能维持在第二波峰(电压34、输出功率190)；第二波峰并不是最大输出功率。
[0004]在非均匀光照环境下，采用粒子群算法、蚁群算法或是其他的智能算法可以有效实现全局最大功率跟踪。然而，由于这类算法在动态过程中需要不断的切换智能体位置，这将会导致在寻优过程中产生较大的震荡，直接影响系统中的其他电力电子器件的稳定性。同时，不同的算法中有不同的参数，当参数选择不合适时，可能会造成系统长时间震荡，无法进入平衡状态。
[0005]现有技术存在互相矛盾的点，即扰动观察法、电导增量法虽然可以实现均匀光照下的最大功率点跟踪，但是无法在非均匀环境下实现全局最大功率点跟踪。智能算法虽然可以在均匀光照环境和非均匀光照环境下实现全局最大功率点跟踪，但是动态过程震荡严重，不利于系统稳定运行。

技术实现思路

[0006]为了解决以上两类算法所存在的问题。本专利提供一种基于电导增量法的MPPT控制方法。采用本专利技术所提出的算法可以在非均匀光照环境下实现全局最大功率点跟踪，同时可以有效保证系统始终处于收敛状态，不会对系统稳定性造成比较严重的负面影响。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于电导增量法的MPPT控制方法，包含如下步骤：A、初始化最大功率点跟踪控制参数，所述跟踪点控制参数包括最大跃变次数；B、通过电导增量法追踪最大功率点，判断是否进入稳态，如进入稳态，则更新跃变次数；C、如跃变次数小于最大跃变次数，则设定占空比为0.01，使输出电压产生跃变后返回步骤B进行跃变探索，并更新最优点坐标；D、如跃变次数等于最大跃变次数，则调整最大功率至最优点后，返回步骤B；E、如跃变次数大于最大跃变次数，则进入光照监测状态，判断光照是否突变；如光照无突变则返回步骤B；通过电导增量法保持最大输出功率在
最优点坐标附近；F、如光照突变，则工作点初始化，跃变次数归零，返回步骤B。
[0008]进一步的，所述稳态判断方法如下：在通过电导增量法追踪最大功率点的追踪周期中；当满足(P
n
‑
P1)
×
(P1‑
P2)＜0时，则判定进入稳态；其中，P
n
为当前采样点输出功率、P1为当前追踪周期中第一次采样点输出功率；P2当前追踪周期中第二次采样点输出功率。
[0009]进一步的，所述光照突变的判断法方法如下：在通过电导增量法保持最大输出功率在最优点坐标的保持周期中；当满足时，则判定光照进入突变状态；其中，P
n
为当前采样点输出功率、P1为当前追踪周期中第一次采样点输出功率；
△
P输出功率变化率。
[0010]为实现上述方法，本专利技术还提供了一种基于电导增量法的MPPT控制装置，所述控制装置用于实现上述的方法，包括追踪模块、稳态判断模块、跃变探索模块和光照状态监测模块；所述追踪模块用于获取最大功率点控制参数，通过电导增量法追踪最大功率点；或维持在最大输出功率在最优点坐标；所述稳态判断模块用于判断是否进入稳态；以及用于更新跃变次数；所述跃变探索模块用于跃变次数小于最大跃变次数时，将占空比设定为0.01，使输出电压产生跃变；以及更新最优点坐标；所述光照监测模块用于在跃变次数大于最大跃变次数时，判断是否光照突变；以及将工作点初始化和跃变次数归零。
[0011]一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令由终端设备的处理器加载并执行上述任意一种基于电导增量法的MPPT控制方法。
[0012]一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述任意一种基于电导增量法的MPPT控制方法。
[0013]本专利技术具有至少以下一种有益效果：
[0014]1、动态过程中，本专利所提算法相对粒子群算法实现光伏阵列最大功率点跟踪功能来说更为稳定。即在动态过程中，本专利所提算法相对粒子群算法实现光伏阵列最大功率点跟踪功能来说更为稳定，为后级电力电子装备的稳定运行提供了条件，同时可以保证在系统进入稳态后收敛于单个工作点。
[0015]2、与电导增量法相比，本专利技术专利中所提算法具有在阴影环境下实现全局最大功率点跟踪的能力，可以控制光伏阵列的工作点稳定在全局最大功率点处。
[0016]3、本专利技术专利所提出的最大功率点跟踪算法在追踪过程中所造成的功率损失较小，适合光伏储能系统等应用场景需求。
附图说明
[0017]图1是一种基于电导增量法的MPPT控制方法流程图
[0018]图2是仿真环境下的模拟电路机构图
[0019]图3是验证过程中三种光照情况，对应的光伏阵列输出电压
‑
功率曲线
[0020]图4是验证三种工况下的光伏阵列输出波形图
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结
合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。
[0022]实施例：
[0023]如图1所示，为本专利技术所提出的方法流程图，首先，算法将会按照传统的电导增量法(INC)原理控制光伏阵列工作点向最大功率点处靠近，同时在运行过程中随时判断该点是否为峰值，当满足(P
n
‑
P1)
×
(P1‑
P2)＜0时，则可以认定目前的工作点已经位于电压
‑
功率特性曲线的峰值处，即进入稳态。其中，P
n
为当前采样点输出功率、P1为当前追踪周期中第一次采样点输出功率；P2当前追踪周期中第二次采样点输出功率。
[0024]其中，flag为用于记录跃变次数的标志位。设定N为最大跃变次数，由于光伏阵列P
‑
U曲线最大峰值点个数由串联支路中光伏组件个数决定，N取值与串联支路中光伏组件的个数相同。如果flag小于最大跃变次数N，则会通过软件部分修改占空比为1％从而控制光伏阵列的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电导增量法的MPPT控制方法，其特征是，包含如下步骤：A、初始化最大功率点跟踪控制参数，所述跟踪点控制参数包括最大跃变次数；B、通过电导增量法追踪最大功率点，判断是否进入稳态，如进入稳态，则更新跃变次数；C、如跃变次数小于最大跃变次数，则设定占空比为0.01，使输出电压产生跃变后返回步骤B进行跃变探索，并更新最优点坐标；D、如跃变次数等于最大跃变次数，则调整最大功率至最优点后，返回步骤B；E、如跃变次数大于最大跃变次数，则进入光照监测状态，判断光照是否突变；如光照无突变则返回步骤B；F、如光照突变，则工作点初始化，跃变次数归零，返回步骤B。2.根据权利要求1所述的一种基于电导增量法的MPPT控制方法，其特征是，所述稳态判断方法如下：在通过电导增量法追踪最大功率点的追踪周期中；当满足(P
n
‑
P1)
×
(P1‑
P2)＜0时，则判定进入稳态；其中，P
n
为当前采样点输出功率、P1为当前追踪周期中第一次采样点输出功率；P2当前追踪周期中第二次采样点输出功率。3.根据权利要求1所述的一种基于电导增量法的MPPT控制方法，其特征是，所述光照突变的判断法方法如下：在通过电导增量法保持最大输出功率在最优点坐标的保持周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艺博，
申请(专利权)人：王艺博，
类型：发明
国别省市：