最大功率点跟踪方法技术

本发明专利技术涉及一种最大功率点跟踪方法，该方法包括：利用在当前时间点和前一时间点测量到的电压和功率来临时确定下一电压指令；当电压指令的增加或减小持续预定的次数或更多时，判定出临时确定为增加的下一电压指令减小或者临时确定为减小的下一电压指令增加；并且基于确定出的下一电压指令来调整太阳能电池的输出电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在光伏发电中 的最大功率点跟踪(MPPT)方法，特别是涉及能够在光伏发电系统的并网逆变器中执行的MPPT方法。
技术介绍
并网光伏发电系统中所要求的控制算法可以主要分为最大功率点跟踪(MPPT)控制算法、DC-DC转换器输入电流控制算法、锁相环(PLL)控制算法、DC母线电压控制算法、逆变器输出电流控制算法、反孤岛算法以及孤岛保护算法。因为光伏能量的功率根据太阳辐射的量和温度而非线性地改变，所以MPPT控制算法是通过检测最大功率点而使得效率最大化的控制方法。利用通过MPPT控制算法产生的DC-DC转换器的输入基准电流，从而执行DC-DC转换器输入电流控制算法。PLL控制算法用于检测并网电压的相位以及产生逆变器的输出基准电流。DC母线电压控制算法用于控制逆变器的DC母线电流以使其恒定，并且产生逆变器输出基准电流的幅值。逆变器输出电流控制算法通过根据DC母线电压的相位和幅值产生逆变器输出基准电流而执行，该DC母线电压通过PLL控制算法和DC电流电压控制算法产生。在这些控制算法中，MPPT控制算法先于其它控制算法执行，因此要求快速性和准确性。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种快速且准确的用于光伏发电系统的最大功率点跟踪(MPPT)方法。特别地，本专利技术提供一种能够反映太阳辐射量的改变的MPPT方法。技术方案根据本专利技术的一个方案，提供了一种。该方法包括利用在当前时间点和前一时间点测量到的电压和功率来临时确定下一电压指令；当电压指令的增加或减小持续预定的次数或更多时，判定出临时确定为增加的下一电压指令减小或者临时确定为减小的下一电压指令增加；并且基于确定出的下一电压指令来调整太阳能电池的输出电压。根据本专利技术的另一个方案，提供了一种太阳能电池系统。该系统包括太阳能电池板；测量单元，其配置为测量在太阳能电池板中产生的功率的电特性；DC_DC转换器，其配置为对在太阳能电池板中产生的功率执行DC-DC转换；以及控制单元，其配置为利用在当前时间点和前一时间点测量到的电压和功率来临时确定下一电压指令，当电压指令的增加或减小持续预定的次数或更多时，判定出临时确定为增加的下一电压指令减小或者临时判定为减小的下一电压指令增加，并且基于确定出的下一电压指令来调整太阳能电池板的输出电压，从而执行用于太阳能电池板中产生的功率的MPPT方法。有益效果根据如上述所配置的本专利技术的MPPT方法，太阳辐射量的改变能够被快速且准确地反映在光伏发电系统中。附图说明图I是示出了扰动观察(P&0)式最大功率点跟踪(MPPT)方法的流程图。图2是示出了在正常情形下利用图I的MPPT方法的MPPT原理的图表。图3是示出了根据本专利技术的一个实施例的MPPT方法的流程图。图4是示出了根据本专利技术的另一个实施例的MPPT方法的流程图。图5是示出了在反常情形下利用根据本专利技术的实施例的MPPT方法的MPPT原理的图表。、图6是示出了用于执行根据本专利技术的MPPT方法的太阳能电池系统的方框图。具体实施例方式在下文中结合附图对本专利技术进行更加全面的描述，在附图中示出了本专利技术的实施例。然而，本专利技术可以许多不同的形式具体化而不应当被解释为受这里阐述的实施例所限制。更确切些，这些提供的实施例使得本公开是完整的并且将本专利技术的范围充分地传达给本领域的技术人员。本专利技术是这样的专利技术，其中扰动观察(P&0)式最大功率点跟踪(MPPT)技术被额外地改进从而避免当太阳辐射的量改变时错误的最大功率点被跟踪的情况。图I示出了被称作P&0 MPPT方法的代表性MPPT方法。首先，以预定的时间间隔对太阳能电池的电压和功率进行测量。一般地，该功率通过电压的测量值和电流的测量值而计算得出，但是为了阐述方便将被称作功率测量。如图I所示，为确定在下一测量时间点(k+1)的电压指令Vr (k+1)，P&0 MPPT方法包括将当前功率P (k)与前一功率P (k-1)进行比较(S210);将当前电压Vc (k)与前一电压Vc (k-1)进行比较(S220);在当前功率P (k)大于前一功率P (k-1)并且当前电压Vc (k)大于前一电压Vc (k-1)时,将下一电压指令Vr (k+1)判定为通过增加当前指令Vr(k)而获得的值(S290);在当前功率P (k)大于前一功率P (k-1)并且前一电压Vc (k-1)大于当前电压Vc (k)时,将下一电压指令Vr (k+1)判定为通过减小当前电压指令Vr (k)而获得的值(S280);在前一功率P (k-1)大于当前功率P (k)并且当前电压Vc (k)大于前一电压Vc (k-1)时,将下一电压指令Vr (k+1)判定为通过减小当前电压指令Vr (k)而获得的值(S260);以及在前一功率P (k-1)大于当前功率P (k)并且前一电压Vc (k-1)大于当前电压Vc (k)时，将下一电压指令Vr (k+1)判定为通过增加当前电压指令Vr (k)而获得的值(S270)。如果在前一时间点(k-1)测量到的功率P (k-1)和在当前时间点k测量到的功率P(k)没有改变，则使太阳能电池的电压指令保持为原样(S210和S500)。另一方面，如果在前一时间点(k-1)测量到的功率P (k-1)和在当前时间点k测量到的功率P (k)改变，则判定在当前时间点k测量到的功率P (k)相比于在前一时间点(k-1)测量到的功率P (k-1)是增加还是减小(S220)。而且，判定太阳能电池的当前电压V (k)相比于太阳能电池的前一电压V (k-1)是增加还是减小(S230和S240)。如果所测量到的电压和功率增加，则使太阳能电池的电压指令增加预定的值(S290)。可选择地，如果所测量到的功率增加但是所测量到的电压减小，则使太阳能电池的电压指令减小预定的值(S280)。如果所测量到的功率和电压减小，则使太阳能电池的电压指令增加预定的值(S270)。如果所测量到的功率减小但是所测量到的电压增加，则使太阳能电池的电压指令减小预定的值(S260 )。图2示出了太阳能电池的功率-电压(PV)特性曲线。当太阳辐射的量恒定时，太阳能电池在PV特性曲线之下运行。在图I的MPPT方法中，首先以预定的时间间隔对太阳能电池的电压和电流进行测量，然后计算太阳能电池的功率。如果前一功率和当前功率没有改变，则使太阳能电池的电压指令保持为原样。如果前一功率和当前功率改变，则判定当前功率相比于前一功率是增加还是减小，并且判定太阳能电池的当前电压相比于太阳能电池的前一电压是增加还是减小。如果 功率和电压增加，则使太阳能电池的电压指令增加预定的值。可选择地，如果功率增加但是电压减小，则使太阳能电池的电压指令减小预定的值。如果功率和电压减小，则使太阳能电池的电压指令增加预定的值。如果功率减小但是电压增加，则使太阳能电池的电压指令减小预定的值。根据如上所述确定出的太阳能电池的电压指令，通过运行并网逆变器来跟踪最大功率点。在太阳辐射的量是恒定的情况下，图I中所示的MPPT方法是跟踪最大功率点的最简单且最有效的方法。然而，实际上，太阳辐射的量依据天气不断地改变，而最大功率点不能被跟踪或者在特定的条件下跟踪最大功率点需要很长的时间。特别地，在天气变化严重的日子里，当太阳辐射的量减小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.18 KR 10-2010-00043491.一种最大功率点跟踪方法，包括 利用在当前时间点和前一时间点测量到的电压和功率来临时确定下一电压指令； 当电压指令的增加或减小持续预定的次数或更多时，判定出临时确定为增加的下一电压指令减小或者临时确定为减小的下一电压指令增加；以及基于确定出的下一电压指令来调整太阳能电池的输出电压。2.根据权利要求I所述的最大功率点跟踪方法，还包括在临时确定下一电压指令的步骤之后，当所述电压指令的增加或减小持续时确认次数。3.根据权利要求2所述的最大功率点跟踪方法，其中确认次数的步骤包括 将前一电压指令与当前电压指令进行比较； 将所述当前电压指令与所述下一电压指令进行比较； 在所述当前电压指令大于所述前一电压指令并且所述下一电压指令大于所述当前电压指令时，增加电压指令计数； 在所述当前电压指令大于所述前一电压指令并且所述当前电压指令大于所述下一电压指令时，重置电压指令计数； 在所述前一电压指令大于所述当前电压指令并且所述当前电压指令大于所述下一电压指令时，增加电压指令计数；以及 在所述前一电压指令大于所述当前电压指令并且所述下一电压指令大于所述当前电压指令时，重置电压指令计数。4.根据权利要求I所述的最大功率点跟踪方法，其中判定所述电压指令的步骤包括 将电压指令计数与预定的基准次数进行比较； 当所述电压指令计数大于所述预定的基准次数并且所述下一电压指令大于当前电压指令时，将所述下一电压指令判定为通过减小所述当前电压指令而获得的值； 当所述电压指令计数大于所述预定的基准次数并且所述当前电压指令大于所述下一电压指令时，将所述下一电压指令判定为通过增加所述当前电压指令而获...

【专利技术属性】
技术研发人员：李起守，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：