一種基于線性迭代的光伏mppt控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于線性迭代的光伏MPPT控制方法，包括如下步驟：（1）獲取功率-電壓特性曲線上電壓分別為uL和uR的點A和點B，其中，uL∈[0,Um]，uR∈[Um,UOC]，Um為最大功率點對應的電壓，UOC為開路電壓；（2）獲取功率-電壓特性曲線上與點A和點B的切線交點C電壓相同的點D作為近似最大功率點；（3）獲取過點D的切線，判斷切線斜率的絕對值|P′(uC)|是否小于預定的精度閾值ε，是則執(zhí)行（5），否則執(zhí)行（4）；（4）如果P′(uC)>0，則將點D作為新的點A，返回（2）；如果P′(uC)<0，則將點D作為新的點B，返回（2）；（5）確定點D為最大功率點，實現(xiàn)最大功率點跟蹤。該方法能同時獲得較快的跟蹤速度和較高的跟蹤精度，且方法簡單，容易實現(xiàn)。
【專利說明】—種基于線性迭代的光伏MPPT控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光伏發(fā)電【技術領域】，更具體地，涉及一種基于線性迭代的光伏MPPT控制方法。
【背景技術】
[0002]光伏電池是利用光生伏特效應把光能轉換為電能的裝置。由于光伏電池的輸出功率是關于光強、溫度和負載的非線性函數(shù)，為能充分利用光伏陣列的能量，光伏發(fā)電系統(tǒng)配有最大功率點跟蹤(Maximum Power Point Tracking, MPPT)控制電路。
[0003]傳統(tǒng)的光伏最大功率點跟蹤方法有恒定電壓法(CV)、短路電流法、插值計算法、擾動觀察法(P&0)、電導微增率法(INC)、變步長算法、智能算法等。恒定電壓法和短路電流法雖然可以快速地定位到最大功率點附近，但精度較差且容易受電池板特性和外界環(huán)境的影響。插值計算法是對光伏輸出特性進行數(shù)值擬合的一種開環(huán)算法，其精度較差。擾動觀察(P&0)法是通過對電壓電流的擾動實現(xiàn)控制的一種方法，該方法簡單實用，但存在跟蹤速度慢、穩(wěn)態(tài)振蕩及誤判等問題。電導微增率法(INC)是擾動觀察法的改進算法，精度較高，但仍然存在速度慢的缺點。變步長算法能夠很好的兼顧速度和精度，但是其步長規(guī)律不易確定。智能算法如模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制等在理論上更適合解決非線性問題，但是其控制規(guī)律需要較長的訓練時 間且依賴于操作人員的經(jīng)驗，目前在實際中較難實施。

【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種基于線性迭代的光伏MPPT控制方法，通過線性預測提高收斂速度，通過誤差修正提高跟蹤精度，從而同時獲得較快的跟蹤速度和較高的跟蹤精度，且方法簡單，容易實現(xiàn)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種光伏MPPT控制方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0006](I)獲取光伏電池的功率-電壓特性曲線，獲取特性曲線上電壓分別為!^和叫的點A和點B，其中，％ e [O, Um]，uE e [Um, Uoc]，Um為最大功率點對應的電壓，Uqc為開路電壓；
[0007](2)獲取過點A和點B的切線交點C，獲取功率-電壓特性曲線上與點C電壓相同的點D作為近似最大功率點；
[0008](3)獲取過點D的切線，判斷切線斜率的絕對值IP' (Uc) I是否小于預定的精度閾值ε，是則執(zhí)行步驟(5)，否則執(zhí)行步驟(4)，其中，U。為點D對應的電壓，P' (uc)為電壓為U。時的功率導數(shù)；
[0009](4)如果P' (Uc) >0，則將點D作為新的點Α，返回步驟(2);如果P' (Uc)〈0，則將點D作為新的點B，返回步驟(2)；
[0010](5)確定點D為最大功率點，實現(xiàn)最大功率點跟蹤。
[0011]優(yōu)選地,所述步驟(1)中，uL=0.02*Uoc。
[0012]優(yōu)選地,所述步驟(1)中，uE=0.98*Uoc。[0013]優(yōu)選地，所述步驟(5)的具體實現(xiàn)方式為:將給定的電壓與最大功率點電壓進行比較，通過比例積分微分調節(jié)后，將信號送入脈沖寬度調制器產生控制信號，實現(xiàn)最大功率點跟蹤。
[0014]總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，有效避開了步長對速度和精度的影響，采用線性迭代算法，對最大功率點進行線性預測，得到近似最大功率點，并對近似最大功率點進行誤差修正，最終得到符合精度閾值條件的準確的最大功率點。本發(fā)明能同時獲得較快的跟蹤速度和較高的跟蹤精度，且方法簡單，容易實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實施例的基于線性迭代的光伏MPPT控制方法流程圖；
[0016]圖2是本發(fā)明實施例的基于線性迭代的光伏MPPT控制方法的原理示意圖；
[0017]圖3是光伏發(fā)電最大功率點跟蹤系統(tǒng)的結構不意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0019]光伏電池的輸出功率P(U)可表示為:
[0020]
【權利要求】
1.一種光伏MPPT控制方法，其特征在于，包括如下步驟: (O獲取光伏電池的功率-電壓特性曲線，獲取特性曲線上電壓分別為％和uK的點A和點B，其中，％ e [O, Um]，uE e [Um, U0J，Um為最大功率點對應的電壓，Uoc為開路電壓； (2)獲取過點A和點B的切線交點C，獲取功率-電壓特性曲線上與點C電壓相同的點D作為近似最大功率點； (3)獲取過點D的切線，判斷切線斜率的絕對值|P'(uc) I是否小于預定的精度閾值ε，是則執(zhí)行步驟(5)，否則執(zhí)行步驟(4)，其中，U。為點D對應的電壓，P' (uc)為電壓為Uc時的功率導數(shù)； (4)如果P'(Uc) >0，則將點D作為新的點Α，返回步驟(2);如果K (Uc)〈0，則將點D作為新的點B，返回步驟(2); (5)確定點D為最大功率點，實現(xiàn)最大功率點跟蹤。
2.如權利要求1所述的光伏MPPT控制方法，其特征在于，所述步驟(1)中，Uf0.02*Uqc。
3.如權利要求1或2所述的光伏MPPT控制方法，其特征在于，所述步驟(1)中，uR=0.98*11^；。
4.如權利要求1至3中任一項所述的光伏MPPT控制方法，其特征在于，所述步驟(5)的具體實現(xiàn)方式為:將給定 的電壓與最大功率點電壓進行比較，通過比例積分微分調節(jié)后，將信號送入脈沖寬度調制器產生控制信號，實現(xiàn)最大功率點跟蹤。
【文檔編號】G05F1/67GK103777671SQ201410004123
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權日:2014年1月6日
【發(fā)明者】徐偉 申請人:華中科技大學