專利名稱：一種光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏功率點跟蹤的優(yōu)化控制方法技術(shù)領(lǐng)域，特別為涉及一種光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)境問題的突出和傳統(tǒng)能源的枯竭，可再生能源如太陽能、風能、潮汐能越來越受到人們的關(guān)注，其中，太陽能作為方便、環(huán)保、高效的新型可再生能源，有著廣闊的應用前景，中國的光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了大幅度的升級與擴張。2009年7月21日，財政部、科技部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于實施金太陽示范工程的通知》，決定綜合采取財政補助、科技支持和市場拉動方式，加快國內(nèi)光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展。三部委計劃在近年內(nèi)，采取財政補助方式支持不低于500兆瓦的光伏發(fā)電示范項目，據(jù)估算，國家將為此投入約100億元財政資金。光伏發(fā)電技術(shù)對新型能源技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)與應用有著顯著的推動作用。通過引進消化吸收國外先進技術(shù)和自主研發(fā)，我國已經(jīng)掌握了世界先進的光伏器件制造技術(shù)，但在提高光伏發(fā)電效率、友好并網(wǎng)、低電壓穿越等方面的研究起步相對較晚，由于我國能源市場的巨大需求和節(jié)能減排的要求，迫切需要更加高效、穩(wěn)定的光伏發(fā)電能力。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的公開文獻檢索發(fā)現(xiàn)，N. Femia, D. Granozio, and G. Petrone. Predictive andAdaptive MPPT Perturb and Observe Method.1EEE Transactions on Aerospace and ElectronicSystemsj 2007, 43 (3) : 934 - 949.(預測與自適應的光伏擾動觀察最大功率點跟蹤方法，國際期刊IEEE期刊，航空與電子系統(tǒng)，2007，43 (3) :934 - 949)， 雖然作者將自適應預測控制用于尋找最大功率點，形成了基于電壓和功率等自適應參數(shù)的模型預測控制方法。但在實際運行中，環(huán)境的突變對最大功率點的搜索影響很大，甚至會出現(xiàn)搜索偏離、運行效率降低的狀況，而且無法體現(xiàn)外部環(huán)境參數(shù)變化與最大功率點的內(nèi)在聯(lián)系。發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法，用于在多變環(huán)境下搜索光伏最大功率點。
為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法，包括以下步驟
SI，建立環(huán)境因子與光伏控制器中光伏最大功率點函數(shù)模型
p=vXi, pmax=max {p” p2,…，pj
其中:p為輸出功率
權(quán)利要求
1.一種光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法，其特征在于，包括以下步驟 SI,建立環(huán)境因子與光伏控制器中光伏最大功率點函數(shù)模型
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法，其特征在于在步驟SI中還包括對光伏控制器輸出電流和電壓建立的數(shù)學模型以對環(huán)境因子與光伏控制器中光伏最大功率點函數(shù)模型中的實時輸出電流進行控制，所述數(shù)學模型為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法，其特征在于在步驟S2中還包括根據(jù)光伏控制器的等效電路和基爾霍夫定律為控制輸出電流的光伏變換器建立數(shù)學模型
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述光伏變換器的數(shù)學模型建立狀態(tài)空間模型
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法，其特征在于將光伏變換器在斷開和閉合狀態(tài)的狀態(tài)空間模型為轉(zhuǎn)化為線性函數(shù)x(k+l)=A/ Xx(k)+B，Xd(k) +RX δ (k) +GXz(k)； 其中k為時間狀態(tài)參數(shù)；x(k)為k時刻狀態(tài)變量；x(k+l)為k+Ι時刻狀態(tài)變量；d(k)為k時刻變換器的占空比；δ (k)為k時刻理想開關(guān)的開關(guān)變量；z (k)為k時刻輔助變量；A’、B’、R、G為系數(shù)矩陣。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法，其特征在于根據(jù)環(huán)境因子與光伏控制器中光伏最大功率點函數(shù)模型、所述光伏變換器的空間狀態(tài)方程、預測時域和控制時域，建立用于確定目標函數(shù)的性能指標
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法，其特征在于在步驟S3中，建立實時跟蹤預測的目標函數(shù)的過程為 1)建立用于獲取預測輸出的預測輸出函數(shù)模型
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法，其特征在于在步驟S4中，將所述目標函數(shù)在所述約束條件下求解具體包括
全文摘要
本發(fā)明提供一種光伏最大功率點實時跟蹤預測控制方法，S1，建立環(huán)境因子與光伏控制器中光伏最大功率點函數(shù)模型，并建立對環(huán)境因子與光伏控制器中光伏最大功率點函數(shù)模型中的實時輸出電流進行控制的光伏控制器輸出電流和電壓的數(shù)學模型；S2，建立光伏變換器建立數(shù)學模型、狀態(tài)空間模型，為控制輸出電流的光伏變換器建立約束條件；S3，建立實時跟蹤預測的目標函數(shù)，并建立用于確定目標函數(shù)的性能指標；S4，將所述目標函數(shù)在所述約束條件下求解，獲得用于跟蹤光伏最大功率點的最優(yōu)控制序列。本發(fā)明可以實現(xiàn)光伏系統(tǒng)在迅速變化的外部環(huán)境條件下實時的模型預測控制，從而提高了對最大功率點的預測和跟蹤能力。
文檔編號G05B13/04GK102981549SQ201210514640
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者馬超, 李檸, 李少遠 申請人:上海交通大學