本發(fā)明涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域,特別是一種光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法。

背景技術(shù)：
附圖1所示為傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器的MPPT算法一般為MPPT、電壓環(huán)、電流環(huán)三環(huán)控制運(yùn)行，當(dāng)輸入功率超過(guò)設(shè)備運(yùn)行功率時(shí)通常作法在電壓環(huán)后級(jí)增加一級(jí)限幅器。電壓環(huán)后級(jí)增加一級(jí)限幅器具體實(shí)現(xiàn)方式為，當(dāng)出現(xiàn)限功率時(shí)，MPPT環(huán)路處于失效狀態(tài)，電壓環(huán)處于飽和狀態(tài)，存在電壓環(huán)退飽和的速率不可控，MPPT重新執(zhí)行是誤跟蹤、或重新跟蹤等可靠性風(fēng)險(xiǎn)；限功率的精度不高，功率容易突變，滿載輸出功率、限功率穩(wěn)定度不夠等難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法。具體實(shí)現(xiàn)方案如下：一種光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1：實(shí)時(shí)獲取光伏系統(tǒng)功率值P；步驟S2：根據(jù)當(dāng)前MPPT擾動(dòng)周期系統(tǒng)功率值P(k)、設(shè)定限額功率值PLimit、限額功率死區(qū)PStep，獲取限額標(biāo)志值M，其中步驟S3：根據(jù)當(dāng)前MPPT擾動(dòng)周期系統(tǒng)功率值P(k)、上一MPPT擾動(dòng)周期系統(tǒng)功率值P(k-1)、最大功率跟蹤死區(qū)PDead，確定擾動(dòng)方向DFlag，其中步驟S4：根據(jù)公式Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)+M*DFlag*VStep獲得最大功率擾動(dòng)電壓Vmppt(k)進(jìn)行最大功率跟蹤，VStep為電壓擾動(dòng)步長(zhǎng)。在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)P(k)<PLimit時(shí)，M取值為1，表示控制光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行最大功率跟蹤：當(dāng)P(k)>P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值為1，表示最大功率電壓擾動(dòng)方向?yàn)檎较驍_動(dòng)，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)+VStep進(jìn)行最大功率跟蹤，當(dāng)P(k)＜P(k-1)-PDead時(shí)，DFlag取值為-1，表示最大功率電壓擾動(dòng)方向?yàn)樨?fù)方向擾動(dòng)，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)-VStep進(jìn)行最大功率跟蹤，當(dāng)P(k-1)-PDead≤P(k)≤P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值0，表示Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)進(jìn)行最大功率跟蹤保持；當(dāng)P(k)>PLimit+PStep時(shí)，M取值為-1，表示降低光伏發(fā)電系統(tǒng)功率：當(dāng)P(k)>P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值為1，表示Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)-VStep進(jìn)行降功率擾動(dòng)，當(dāng)P(k)＜P(k-1)-PDead時(shí)，DFlag取值為-1，表示最大功率電壓擾動(dòng)方向?yàn)樨?fù)方向擾動(dòng)，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)+VStep進(jìn)行降功率擾動(dòng)，當(dāng)P(k-1)-PDead≤P(k)≤P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值0，表示Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)達(dá)到限功率值，不擾動(dòng)；當(dāng)PLimt≤P(k)≤PLimt+PStep時(shí)，M取值0，表示保持光伏發(fā)電系統(tǒng)功率，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)進(jìn)行保持光伏發(fā)電系統(tǒng)功率。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述光伏系統(tǒng)功率值P為光伏組件的輸出電壓VPV與輸出電流IPV的乘積，即P＝UPV*IPV。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述光伏系統(tǒng)功率值P為光伏系統(tǒng)的輸出電壓VOUT與輸出電流IOUT的乘積，即P＝UOUT*IOUT。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述光伏系統(tǒng)功率值P為光伏系統(tǒng)的直流母線電壓VBUS與直流母線電流IBUS的乘積，即P＝VBUS*IBUS。在本發(fā)明一實(shí)施例中，限額功率死區(qū)PStep＝A*P額，其中0.1％≤A≤2％，所述P額為光伏系統(tǒng)的額定功率。在本發(fā)明一實(shí)施例中，0.3*P額≤PLimit≤1.1*P額，所述P額為光伏系統(tǒng)的額定功率。在本發(fā)明一實(shí)施例中，最大功率跟蹤死區(qū)PDead，其中最大功率跟蹤死區(qū)PDead＝B*P額，其中0.1％≤B≤2％，所述P額為光伏系統(tǒng)的額定功率。在本發(fā)明一實(shí)施例中，限額功率死區(qū)PStep等于最大功率跟蹤死區(qū)PDead。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：1)采用本發(fā)明的一種光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法，使得光伏逆變器的滿載和限制輸出功率時(shí)較為平滑。2)采用本發(fā)明的一種光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法，光伏系統(tǒng)的滿載功率、限功率較為精確。3)采用本發(fā)明的一種光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法，光伏系統(tǒng)的滿載輸出功率較為穩(wěn)定。4)采用本發(fā)明的一種光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法，限功率或滿載功率時(shí)MPPT算法不存在算法被旁路不執(zhí)行與運(yùn)行之間切換的情況，系統(tǒng)更加穩(wěn)定。5)采用本發(fā)明的一種光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法，限功率或滿載功率時(shí)系統(tǒng)電壓環(huán)不存在飽和和退飽和的情況，母線電壓更加穩(wěn)定、系統(tǒng)環(huán)路更加可靠。附圖說(shuō)明圖1現(xiàn)有帶有MPPT的光伏系統(tǒng)的限功率工作原理；圖2本發(fā)明的限功率工作原理；圖3本發(fā)明的光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法的原理流程圖；圖4為一實(shí)施例的限功率流工作原理圖；圖5為另一實(shí)施例的限功率流工作原理圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。一種光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1：實(shí)時(shí)獲取光伏系統(tǒng)功率值P；步驟S2：根據(jù)當(dāng)前MPPT擾動(dòng)周期系統(tǒng)功率值P(k)、設(shè)定限額功率值PLimit、限額功率死區(qū)PStep，獲取限額標(biāo)志值M，其中步驟S3：根據(jù)當(dāng)前MPPT擾動(dòng)周期系統(tǒng)功率值P(k)、上一MPPT擾動(dòng)周期系統(tǒng)功率值P(k-1)、最大功率跟蹤死區(qū)PDead，確定擾動(dòng)方向DFlag，其中步驟S4：根據(jù)公式Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)+M*DFlag*VStep獲得最大功率擾動(dòng)電壓Vmppt(k)進(jìn)行最大功率跟蹤，VStep為電壓擾動(dòng)步長(zhǎng)。在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)P(k)<PLimit時(shí)，M取值為1，表示控制光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行最大功率跟蹤：當(dāng)P(k)>P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值為1，表示最大功率電壓擾動(dòng)方向?yàn)檎较驍_動(dòng)，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)+VStep進(jìn)行最大功率跟蹤，當(dāng)P(k)＜P(k-1)-PDead時(shí)，DFlag取值為-1，表示最大功率電壓擾動(dòng)方向?yàn)樨?fù)方向擾動(dòng)，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)-VStep進(jìn)行最大功率跟蹤，當(dāng)P(k-1)-PDead≤P(k)≤P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值0，表示Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)進(jìn)行最大功率跟蹤保持；當(dāng)P(k)>PLimit+PStep時(shí)，M取值為-1，表示降低光伏發(fā)電系統(tǒng)功率：當(dāng)P(k)>P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值為1，表示Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)-VStep進(jìn)行降功率擾動(dòng)，當(dāng)P(k-1)-PDead≤P(k)≤P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值為-1，表示最大功率電壓擾動(dòng)方向?yàn)樨?fù)方向擾動(dòng)，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)+VStep進(jìn)行降功率擾動(dòng)，當(dāng)P(k-1)-PDead≤P(k)≤P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值0，表示Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)達(dá)到限功率值，不擾動(dòng)；當(dāng)PLimt≤P(k)≤PLimt+PStep時(shí)，M取值0，表示保持光伏發(fā)電系統(tǒng)功率，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)進(jìn)行保持光伏發(fā)電系統(tǒng)功率。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述光伏系統(tǒng)功率值P為光伏組件的輸出電壓VPV與輸出電流IPV的乘積，即P＝UPV*IPV。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述光伏系統(tǒng)功率值P為光伏系統(tǒng)的輸出電壓VOUT與輸出電流IOUT的乘積，即P＝UOUT*IOUT。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述光伏系統(tǒng)功率值P為光伏系統(tǒng)的直流母線電壓VBUS與直流母線電流IBUS的乘積，即P＝VBUS*IBUS。在本發(fā)明一實(shí)施例中，限額功率死區(qū)PStep＝A*P額，其中0.1％≤A≤2％，所述P額為光伏系統(tǒng)的額定功率。在本發(fā)明一實(shí)施例中，0.3*P額≤PLimit≤1.1*P額，所述P額為光伏系統(tǒng)的額定功率。在本發(fā)明一實(shí)施例中，最大功率跟蹤死區(qū)PDead，其中最大功率跟蹤死區(qū)PDead＝B*P額，其中0.1％≤B≤2％，所述P額為光伏系統(tǒng)的額定功率。如附圖2所示，本發(fā)明的光伏系統(tǒng)的限流原理，包括帶限功率的MPPT_Limit環(huán)、電壓環(huán)、電流環(huán)三環(huán)控制運(yùn)行。實(shí)施例1：光伏系統(tǒng)包括光伏極板、DC/DC模塊(BOOST升壓?jiǎn)卧?、DC/AC逆變模塊,如附圖3、4所示，帶限功率的MPPT_Limit環(huán)的輸出值Vmppt作為電壓環(huán)的給定值，光伏極板的電壓值UPV作為電壓環(huán)的反饋值，電壓環(huán)的輸出IL_ref作為電流環(huán)的給定值，DC/DC的輸出電流值Iboost作為電流環(huán)的反饋值，電流環(huán)的輸出值PWM信號(hào)經(jīng)PWM發(fā)生器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)作用于DC/DC模塊的開(kāi)關(guān)管。該光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法，包括以下步驟：步驟S1：實(shí)時(shí)獲取光伏系統(tǒng)功率值P，其中光伏系統(tǒng)功率值P為光伏組件的輸出電壓UPV與輸出電流IPV的乘積，即P＝UPV*IPV；步驟S2：根據(jù)當(dāng)前MPPT擾動(dòng)周期系統(tǒng)功率值P(k)、設(shè)定限額功率值PLimit、限額功率死區(qū)PStep，獲取限額標(biāo)志值M，其中步驟S3：根據(jù)當(dāng)前MPPT擾動(dòng)周期系統(tǒng)功率值P(k)、上一MPPT擾動(dòng)周期系統(tǒng)功率值P(k-1)、最大功率跟蹤死區(qū)PDead，確定擾動(dòng)方向DFlag，其中步驟S4：根據(jù)公式Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)+M*DFlag*VStep獲得最大功率擾動(dòng)電壓Vmppt(k)進(jìn)行最大功率跟蹤。其中，限額功率死區(qū)PStep＝A*P額，其中0.1％≤A≤2％，所述P額為光伏系統(tǒng)的額定功率；其中，0.3*P額≤PLimit≤1.1*P額，所述P額為光伏系統(tǒng)的額定功率。其中，最大功率跟蹤死區(qū)PDead，其中最大功率跟蹤死區(qū)PDead＝B*P額，其中0.1％≤B≤2％。需要說(shuō)明的是，限額功率死區(qū)PStep和最大功率跟蹤死區(qū)PDead可以設(shè)置成相等的值。具體工作原理如下：(1)當(dāng)P(k)<PLimit時(shí)，M取值為1，表示控制光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行最大功率跟蹤：當(dāng)P(k)>P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值為1，表示最大功率電壓擾動(dòng)方向?yàn)檎较驍_動(dòng)，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)+VStep進(jìn)行最大功率跟蹤，當(dāng)P(k)＜P(k-1)-PDead時(shí)，DFlag取值為-1，表示最大功率電壓擾動(dòng)方向?yàn)樨?fù)方向擾動(dòng)，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)-VStep進(jìn)行最大功率跟蹤，P(k-1)-PDead≤P(k)≤P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值0，表示Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)進(jìn)行最大功率跟蹤保持；(2)當(dāng)P(k)>PLimit+PStep時(shí)，M取值為-1，表示降低光伏發(fā)電系統(tǒng)功率，當(dāng)P(k)>P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值為1，表示Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)-VStep進(jìn)行降功率擾動(dòng)，當(dāng)P(k)＜P(k-1)-PDead時(shí)，DFlag取值為-1，表示最大功率電壓擾動(dòng)方向?yàn)樨?fù)方向擾動(dòng)，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)+VStep進(jìn)行降功率擾動(dòng)，P(k-1)-PDead≤P(k)≤P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值0，表示Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)達(dá)到限功率值，不擾動(dòng)；(3)當(dāng)PLimit≤P(k)≤PLimt+PStep時(shí)，M取值0，表示保持光伏發(fā)電系統(tǒng)功率，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)進(jìn)行保持光伏發(fā)電系統(tǒng)功率。實(shí)施例2：光伏系統(tǒng)包括光伏極板、DC/AC逆變模塊,如附圖5所示，帶限功率的MPPT_Limit環(huán)的輸出值Vmppt作為電壓環(huán)的給定值，光伏極板的電壓值UPV作為電壓環(huán)的反饋值，電壓環(huán)的輸出IL_ref作為電流環(huán)的給定值，DC/AC的輸出電流值Iout作為電流環(huán)的反饋值，電流環(huán)的輸出值PWM信號(hào)經(jīng)PWM發(fā)生器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)作用于DC/AC模塊的開(kāi)關(guān)管。該光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法，包括以下步驟：步驟S1：實(shí)時(shí)獲取光伏系統(tǒng)功率值P，其中光伏系統(tǒng)功率值P為DC/AC的輸出電壓Uout與輸出電流Iout的乘積，即P＝Uout*Iout；步驟S2：根據(jù)當(dāng)前MPPT擾動(dòng)周期系統(tǒng)功率值P(k)、設(shè)定限額功率值PLimit、限額功率死區(qū)PStep，獲取限額標(biāo)志值M，其中步驟S3：根據(jù)當(dāng)前MPPT擾動(dòng)周期系統(tǒng)功率值P(k)、上一MPPT擾動(dòng)周期系統(tǒng)功率值P(k-1)、最大功率跟蹤死區(qū)PDead，確定擾動(dòng)方向DFlag，其中步驟S4：根據(jù)公式Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)+M*DFlag*VStep獲得最大功率擾動(dòng)電壓Vmppt(k)進(jìn)行最大功率跟蹤。其中，限額功率死區(qū)PStep＝A*P額，其中0.1％≤A≤2％，所述P額為光伏系統(tǒng)的額定功率；其中，0.3*P額≤PLimit≤1.1*P額，所述P額為光伏系統(tǒng)的額定功率。其中，最大功率跟蹤死區(qū)PDead，其中最大功率跟蹤死區(qū)PDead＝B*P額，其中0.1％≤B≤2％。需要說(shuō)明的是，限額功率死區(qū)PStep和最大功率跟蹤死區(qū)PDead可以設(shè)置成相等的值。具體工作原理如下：(1)當(dāng)P(k)<PLimit時(shí)，M取值為1，表示控制光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行最大功率跟蹤：當(dāng)P(k)>P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值為1，表示最大功率電壓擾動(dòng)方向?yàn)檎较驍_動(dòng)，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)+VStep進(jìn)行最大功率跟蹤，當(dāng)P(k)＜P(k-1)-PDead時(shí)，DFlag取值為-1，表示最大功率電壓擾動(dòng)方向?yàn)樨?fù)方向擾動(dòng)，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)-VStep進(jìn)行最大功率跟蹤，P(k-1)-PDead≤P(k)≤P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值0，表示Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)進(jìn)行最大功率跟蹤保持；(2)當(dāng)P(k)>PLimit+PStep時(shí)，M取值為-1，表示降低光伏發(fā)電系統(tǒng)功率，當(dāng)P(k)>P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值為1，表示Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)-VStep進(jìn)行降功率擾動(dòng)，當(dāng)P(k)＜P(k-1)-PDead時(shí)，DFlag取值為-1，表示最大功率電壓擾動(dòng)方向?yàn)樨?fù)方向擾動(dòng)，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)+VStep進(jìn)行降功率擾動(dòng)，P(k-1)-PDead≤P(k)≤P(k-1)+PDead時(shí)，DFlag取值0，表示Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)達(dá)到限功率值，不擾動(dòng)；(3)當(dāng)PLimt≤P(k)≤PLimt+PStep時(shí)，M取值0，表示保持光伏發(fā)電系統(tǒng)功率，即Vmppt(k)＝Vmppt(k-1)進(jìn)行保持光伏發(fā)電系統(tǒng)功率。以上僅為本發(fā)明實(shí)施例中一個(gè)較佳的實(shí)施方案。但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方案，凡按本發(fā)明方案所做的任何均等變化和修飾，所產(chǎn)生的功能作用未超出本方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。