基于模糊pi雙向線性預(yù)測的光伏mppt控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于模糊PI雙向線性預(yù)測的光伏MPPT控制方法，包括如下步驟：（1）獲取光伏電池的功率-電壓特性曲線，利用特性曲線的切線進(jìn)行雙向線性預(yù)測，逼近最大功率點(diǎn)，計(jì)算得到近似最大功率點(diǎn)；（2）在近似最大功率點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用擾動(dòng)觀察法跟蹤實(shí)際最大功率點(diǎn)，計(jì)算誤差e(k)和誤差變換Δe(k)，其中，Δe(k)＝e(k)-e(k-1)，k為周期，P為功率，u為電壓；（3）將誤差e(k)和誤差變換Δe(k)作為模糊控制器的輸入，模糊控制器采用Mamdani模糊推理方法，以輸出功率能快速到達(dá)給定值為目標(biāo)，建立模糊控制規(guī)則，實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤。該方法有效解決了傳統(tǒng)MPPT控制方法無法兼顧跟蹤速度與計(jì)算精度的問題，能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，簡單實(shí)用。
【專利說明】基于模糊Pl雙向線性預(yù)測的光伏MPPT控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種基于模糊PI雙向線性預(yù)測的光伏MPPT控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于石油等常規(guī)能源的日益缺乏，太陽能作為一種可再生能源，而且儲(chǔ)量充足，越來越受到關(guān)注，光伏發(fā)電是利用太陽能的主要方式之一。但目前光伏電池存在轉(zhuǎn)換效率偏低、易受天氣影響等缺陷，嚴(yán)重限制了太陽能的大規(guī)模推廣應(yīng)用。因此，如何有效增加太陽能電池的輸出功率，從而充分利用太陽能，是光伏研究的一個(gè)重要方向。
[0003]光伏電池的輸出電壓和輸出電流隨日照強(qiáng)度和電池結(jié)溫的變化具有強(qiáng)烈的非線性。在一定的太陽光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度下，光伏電池可以工作在不同的輸出電壓，但是只有在某一輸出電壓時(shí)，光伏電池的輸出功率才能達(dá)到最大值，這時(shí)光伏電池的工作點(diǎn)就達(dá)到了輸出功率-電壓曲線的最高點(diǎn)，稱之為最大功率點(diǎn)(Maximum Power Point, MPP)。因此，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，要提高系統(tǒng)的整體效率，一個(gè)重要的途徑就是實(shí)時(shí)調(diào)整光伏電池的工作點(diǎn)，使之始終工作在最大功率點(diǎn)附近，這一過程就稱之為最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum PowerPoint Tracking, MPPT)。
[0004]目前，MPPT控制方法主要包括閉環(huán)控制法和基于輸出特性的開環(huán)控制法。其中，閉環(huán)控制法主要有擾動(dòng)觀察法(P&0)和電導(dǎo)微增率法(INC)。擾動(dòng)觀察法因其簡單實(shí)用的特點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用，但搜索速度慢且存在振蕩及誤判等問題。電導(dǎo)微增率法雖然精度較高，但搜索速度依然較慢。常見的基于輸出特性的開環(huán)控制法有定電壓跟蹤法，它具有快速簡單的特點(diǎn)，但是跟蹤精度較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于模糊PI雙向線性預(yù)測的光伏MPPT控制方法，有效解決了傳統(tǒng)MPPT控制方法無法兼顧跟蹤速度與計(jì)算精度的問題，能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，簡單實(shí)用。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種光伏MPPT控制方法，其特征在于，包括如下步驟:(1)獲取光伏電池的功率-電壓特性曲線，利用特性曲線的切線進(jìn)行雙向線性預(yù)測，逼近最大功率點(diǎn)，計(jì)算得到近似最大功率點(diǎn)；(2)在近似最大功率點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用擾動(dòng)觀察法跟蹤實(shí)際最大功率點(diǎn)，計(jì)算誤差e(k)和誤差變換Ae(k)，其中，
【權(quán)利要求】
1.一種光伏MPPT控制方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)獲取光伏電池的功率-電壓特性曲線，利用特性曲線的切線進(jìn)行雙向線性預(yù)測，逼近最大功率點(diǎn)，計(jì)算得到近似最大功率點(diǎn)； (2)在近似最大功率點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用擾動(dòng)觀察法跟蹤實(shí)際最大功率點(diǎn)，計(jì)算誤差e(k)和誤差變換 A e (k)，其中，
2.如權(quán)利要求1所述的光伏MPPT控制方法，其特征在于，所述步驟(1)進(jìn)一步包括如下步驟: (1-1)在功率-電壓特性曲線上任取兩點(diǎn)A (UL, P (Ul))和B(UejP(Ue))j使得Ul G [O，Um], Ue g [Um, UtJ，其中，Um為最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓，Uoc為開路電壓； (1-2)分別過A和B作功率-電壓特性曲線的切線，交點(diǎn)為O ; (1-3)將功率-電壓特性曲線上與O點(diǎn)橫坐標(biāo)相同的點(diǎn)作為近似最大功率點(diǎn)； (1-4)當(dāng)光強(qiáng)發(fā)生較大變化，導(dǎo)致功率變化量A P大于閾值T時(shí)，返回步驟(1-1 )，否則，順序執(zhí)行步驟(2)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光伏MPPT控制方法，其特征在于，所述步驟(3)中，根據(jù)誤差e (k)和誤差變換A e (k)確定PI參數(shù)Kp和K1。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光伏MPPT控制方法，其特征在于，模糊集合為{PB, PS, ZE, NS, NB}，模糊控制規(guī)則如下:
【文檔編號(hào)】G05F1/67GK103713687SQ201310698337
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】徐偉, 唐磊, 曲榮海 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)