本發(fā)明涉及光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種不均勻光照下全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法。

背景技術(shù)：

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，MPPT(即最大功率點(diǎn)跟蹤)一直是研究者最關(guān)注的核心問題之一，但在實(shí)際運(yùn)行中，由于塵土、樹木、建筑等造成的臨時(shí)性或經(jīng)常性局部陰影遮擋，以及同時(shí)發(fā)生多個(gè)局部陰影遮擋形成的光照不均勻會時(shí)有發(fā)生和普通存在。局部陰影和光照不均勻會引起光伏陣列輸出電壓失配和熱斑現(xiàn)象，這不僅造成了光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率損失，甚至升級成為嚴(yán)重的系統(tǒng)故障和安全問題。實(shí)際應(yīng)用中為了避免光伏陣列出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象，光伏列陣中每塊光伏組件都并聯(lián)著一個(gè)旁路二極管，當(dāng)出現(xiàn)局部陰影遮擋時(shí)相應(yīng)光伏組件的旁路二極管導(dǎo)通，使光伏陣列輸出P-V曲線呈現(xiàn)多峰值。

常規(guī)MPPT方法(本文中所指的常規(guī)MPPT方法，是指如擾動觀察法、導(dǎo)納增量法等不考慮局部陰影的方法)可能會使光伏陣列工作點(diǎn)陷于局部峰值而無法跟蹤到全局最大功率點(diǎn)，從而造成功率損失。

目前針對不均勻光照下多峰值現(xiàn)象采用主要是全局掃描法和基于粒子群等智能算法。

粒子群等智能算法目前尚不成熟，而且算法過于復(fù)雜，難以在微處理器上實(shí)現(xiàn)。

全局掃描法，需要掃描整個(gè)P-V或I-V特性曲線以尋找全局的最大功率點(diǎn)，跟蹤所花費(fèi)的時(shí)間很長，造成光伏發(fā)電功率浪費(fèi)，而且實(shí)用價(jià)值不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種光照不均勻下的全局MPPT方法，用于解決全局掃描法效率低造成光伏發(fā)電功率浪費(fèi)的問題。同時(shí)，還提供了一種光照不均勻下的全局MPPT裝置。

一種光照不均勻下的全局MPPT方法，步驟如下：

1)對光伏系統(tǒng)進(jìn)行診斷，判斷是否出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光照強(qiáng)度的區(qū)域，所述每個(gè)光照強(qiáng)度對應(yīng)一類光照條件；

2)當(dāng)判斷出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光照強(qiáng)度的區(qū)域時(shí)，離散的選擇參考電壓，確定各參考電壓對應(yīng)的短路電流，根據(jù)短路電流區(qū)分出每一類光照條件，根據(jù)參考電壓和對應(yīng)的短路電流計(jì)算出每一類光照條件下的近似最大功率；

3)根據(jù)每一類光照條件下的近似最大功率，通過比較和施加擾動的方式確定全局最大功率點(diǎn)；

4)在所述全局最大功率點(diǎn)執(zhí)行常規(guī)MPPT方法。

進(jìn)一步的，所述步驟2)中，所述選擇的參考電壓表達(dá)式為：y+a*x*Voc_sin，其中Voc_sin為1塊光伏組件的開路電壓，x為屬于同一光照條件的光伏組件數(shù)量，y為從低壓到高壓，當(dāng)前參考電壓值之前的所有光伏組件數(shù)量；a為系數(shù)，a*Voc_sin表示一塊組件最大功率點(diǎn)的峰值電壓。

進(jìn)一步的，所述步驟2)中，所述根據(jù)短路電流區(qū)分出每一類光照條件的手段是：從低壓到高壓，檢測相鄰的兩個(gè)參考電壓下的短路電流，若短路電流的變化超過設(shè)定比例，則判斷對應(yīng)的兩組件處于不同類的光照條件，若短路電流的變化超過沒有設(shè)定比例，則判斷對應(yīng)的兩組件處于同類的光照條件。

進(jìn)一步的，所述步驟1)中，對光伏系統(tǒng)進(jìn)行診斷的方式為：當(dāng)檢測到功率電壓變化率|ΔP/ΔV|超過μ1時(shí)，并且功率變化量超出設(shè)限，判定光照條件改變導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)功率發(fā)生了突變；這時(shí)檢測I_first與I_last的比值，I_first是光伏陣列輸出1塊組件峰值電壓時(shí)的電流，I_last是光伏陣列輸出N-1塊組件開路電壓時(shí)的電流，當(dāng)該比值超過μ2，判定光伏陣列出現(xiàn)了不同光照條件區(qū)域。N為光伏陣列的光伏組件數(shù)量；μ1、μ2為相應(yīng)的系數(shù)。

進(jìn)一步的，所述步驟2)中，每類光照條件的近似最大功率是通過每類光照條件下的各參考電壓與對應(yīng)短路電流計(jì)算得到功率的最大值。

進(jìn)一步的，所述步驟3)中，確定全局最大功率點(diǎn)的方式包括：

在每類光照條件的近似最大功率中選擇最大值為近似全局最大功率Pm_old；以低壓到高壓為正向；

首先，在第j-1類光照條件下采用局部MPPT跟蹤到峰值功率Pm，j>＝2，Pm與所述近似全局最大功率Pm_old比較取較大值，記為等功率曲線常數(shù)Pm_new；所述局部MPPT為在一類光照條件下進(jìn)行的最大功率點(diǎn)跟蹤方法；

然后，從第j-1類光照條件下的峰值功率Pm對應(yīng)的電壓開始正向擾動，找到突變到第j類光照條件的電壓參考值，并且記錄第j類光照條件的短路電流Iscj；

接著用等功率曲線常數(shù)Pm_new除以第j類短路電流Iscj，得到的一個(gè)電壓參考值；若該電壓參考值對應(yīng)點(diǎn)的輸出電流值大于θ*Iscj，且該處P-V曲線斜率為正，則以局部MPPT繼續(xù)執(zhí)行，尋找第j類光照條件下的峰值功率，否則繼續(xù)單向正向擾動，尋找第j+1類光照條件短路電流；

若所述等功率曲線常數(shù)Pm_new除以第j類短路電流Iscj，得到的電壓參考值大于設(shè)定電壓值，則結(jié)束并且以等功率曲線Pm_new為全局最大功率。

進(jìn)一步的，所述突變到第j類光照條件的電壓參考值的特征是：該電壓參考值處于局部功率極小值，其P-V斜率由負(fù)變正。

進(jìn)一步的，在所述步驟3)之前，將近似全局最大功率Pm_old與Pm_mppt進(jìn)行比較，若Pm_old提升幅度超過μ3時(shí)，執(zhí)行步驟3)；Pm_mppt為故障診斷前記錄的最大功率，μ3為相應(yīng)的系數(shù)。

本發(fā)明還提供了一種光照不均勻下的全局MPPT裝置，包括：

診斷模塊：對光伏系統(tǒng)進(jìn)行診斷，判斷是否出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光照強(qiáng)度的區(qū)域，所述每個(gè)光照強(qiáng)度對應(yīng)一類光照條件；

掃描各類光照條件的模塊：當(dāng)判斷出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上不同光照強(qiáng)度的區(qū)域時(shí)，離散的選擇參考電壓，確定各參考電壓對應(yīng)的短路電流，根據(jù)短路電流區(qū)分出每一類光照條件，根據(jù)參考電壓和對應(yīng)的短路電流計(jì)算出每一類光照條件下的近似最大功率；

確定全局最大功率點(diǎn)的模塊：根據(jù)每一類光照條件下的近似最大功率，通過比較和施加擾動的方式確定全局最大功率點(diǎn)；

最大功率跟蹤模塊：在所述全局最大功率點(diǎn)執(zhí)行常規(guī)MPPT方法。

進(jìn)一步的，所述掃描各類光照條件的模塊中，所述選擇的參考電壓表達(dá)式為：y+a*x*Voc_sin，其中Voc_sin為1塊光伏組件的開路電壓，x為屬于同一光照條件的光伏組件數(shù)量，y為從低壓到高壓，當(dāng)前參考電壓值之前的所有光伏組件數(shù)量；a為系數(shù)，a*Voc_sin表示一塊組件最大功率點(diǎn)峰值電壓。

進(jìn)一步的，所述掃描各類光照條件的模塊中，所述根據(jù)短路電流區(qū)分出每一類光照條件的手段是：從低壓到高壓，檢測相鄰的兩個(gè)參考電壓下的短路電流，若短路電流的變化超過設(shè)定比例，則判斷對應(yīng)的兩組件處于不同類的光照條件，若短路電流的變化超過沒有設(shè)定比例，則判斷對應(yīng)的兩組件處于同類的光照條件。

進(jìn)一步的，所述掃描各類光照條件的模塊中，每類光照條件的近似最大功率是通過每類光照條件下的各參考電壓與對應(yīng)短路電流計(jì)算得到功率的最大值。

進(jìn)一步的，所述確定全局最大功率點(diǎn)的模塊中，確定全局最大功率點(diǎn)的方式包括：

在每類光照條件的近似最大功率中選擇最大值為近似全局最大功率Pm_old；以低壓到高壓為正向；

首先，在第j-1類光照條件下采用局部MPPT跟蹤到峰值功率Pm，j>＝2，Pm與所述近似全局最大功率Pm_old比較取較大值，記為等功率曲線常數(shù)Pm_new；所述局部MPPT為在一類光照條件下進(jìn)行的最大功率點(diǎn)跟蹤方法；

然后，從第j-1類光照條件下的峰值功率Pm對應(yīng)的電壓開始正向擾動，找到突變到第j類光照條件的電壓參考值，并且記錄第j類光照條件的短路電流Iscj；

接著用等功率曲線常數(shù)Pm_new除以第j類短路電流Iscj，得到的一個(gè)電壓參考值；若該電壓參考值對應(yīng)點(diǎn)的輸出電流值大于θ*Iscj，且該處P-V曲線斜率為正，則以局部MPPT繼續(xù)執(zhí)行，尋找第j類光照條件下的峰值功率，否則繼續(xù)單向正向擾動，尋找第j+1類光照條件短路電流；所述θ為設(shè)定系數(shù)；

若所述等功率曲線常數(shù)Pm_new除以第j類短路電流Iscj，得到的電壓參考值大于設(shè)定電壓值，則結(jié)束并且以等功率曲線Pm_new為全局最大功率。

進(jìn)一步的，所述突變到第j類光照條件的電壓參考值的特征是：該電壓參考值處于局部功率極小值，其P-V斜率由負(fù)變正。

進(jìn)一步的，所述診斷模塊中，對光伏系統(tǒng)進(jìn)行診斷的方式為：

當(dāng)檢測到功率電壓變化率|ΔP/ΔV|超過μ1時(shí)，并且功率變化量超出設(shè)限，判定光照條件改變導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)功率發(fā)生了突變；這時(shí)檢測I_first與I_last的比值，I_first是光伏陣列輸出1塊組件峰值電壓時(shí)的電流，I_last是光伏陣列輸出N-1塊組件開路電壓時(shí)的電流，當(dāng)該比值超過μ2，判定光伏陣列出現(xiàn)了不同光照條件區(qū)域；N為光伏陣列的光伏組件數(shù)量；μ1、μ2為相應(yīng)的系數(shù)。

進(jìn)一步的，在執(zhí)行所述確定全局最大功率點(diǎn)的模塊之前，將近似全局最大功率Pm_old與Pm_mppt進(jìn)行比較，若Pm_old提升幅度超過μ3時(shí)，執(zhí)行確定全局最大功率點(diǎn)的模塊；Pm_mppt為故障診斷前記錄的最大功率，μ3為相應(yīng)的系數(shù)。

本發(fā)明在判斷光伏陣列出現(xiàn)了不同光照條件區(qū)域，即有局部陰影遮擋時(shí)，并不像現(xiàn)有全局掃描方式掃描整個(gè)特性曲線以獲得全局最大功率點(diǎn)，而是以跳躍的方式掃描各個(gè)光照條件區(qū)域的最大功率點(diǎn)附近短路電流，尋找各光照條件區(qū)域的最大功率點(diǎn)中的最大值，快速找到全局最大功率點(diǎn)之后執(zhí)行常規(guī)最大功率點(diǎn)跟蹤算法即可。

進(jìn)一步的，結(jié)合等功率曲線和峰值電流Im與短路電流Isc的關(guān)系特點(diǎn)，可以快速、準(zhǔn)確找到全局最大功率點(diǎn)。

本發(fā)明的方法既可以快速、準(zhǔn)確跟蹤全局最大功率點(diǎn)，又可對光伏陣列運(yùn)行狀態(tài)和陰影故障進(jìn)行診斷分析。在全局MPPT跟蹤過程同時(shí)實(shí)現(xiàn)陰影故障診斷分析，提高光伏系統(tǒng)發(fā)電效率的同時(shí)，通過監(jiān)控系統(tǒng)還可以使運(yùn)維人員迅速定位陰影故障，進(jìn)一步提高運(yùn)維效率和整體發(fā)電效益。

本發(fā)明通過離散的選擇參考電壓實(shí)現(xiàn)掃描，以及采用等功率曲線全局最大功率點(diǎn)跟蹤，可實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確地跟蹤到全局最大功率點(diǎn)，并在此過程進(jìn)行陰影故障診斷分析，因而具有較強(qiáng)的研究意義和使用價(jià)值。

附圖說明

圖1為主程序流程圖。

圖2為陰影故障診斷子程序流程圖。

圖3為全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序流程圖。

圖4為光照不均勻全局MPPT算法的舉例跟蹤過程示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的主要構(gòu)思是：在判斷光伏陣列出現(xiàn)了不同光照條件區(qū)域，即有局部陰影遮擋時(shí)，并不像現(xiàn)有全局掃描方式掃描整個(gè)特性曲線以獲得全局最大功率點(diǎn)，而是以跳躍的方式掃描各個(gè)光照條件區(qū)域的最大功率點(diǎn)附近短路電流，尋找各光照條件區(qū)域的最大功率點(diǎn)中的最大值，然后相關(guān)方法找到全局最大功率點(diǎn)，之后執(zhí)行常規(guī)最大功率點(diǎn)跟蹤算法即可。

下面結(jié)合圖1-圖4進(jìn)行具體說明。本發(fā)明的方法是以軟件形式實(shí)現(xiàn)的，用于在光伏電站的控制系統(tǒng)中執(zhí)行，軟件的具體實(shí)現(xiàn)方式有很多，本發(fā)明不進(jìn)行一一介紹。下面僅提供一種實(shí)現(xiàn)方式，即軟件分為主程序、陰影故障診斷子程序和全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序。圖1、圖2、圖3分別是主程序、陰影故障診斷子程序和全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序的流程圖。圖4上部分為I-V特性曲線，下部分為P-V特性曲線。

一、主程序

如圖1所示，主程序首先進(jìn)行常規(guī)最大功率跟蹤，在滿足相應(yīng)條件后執(zhí)行陰影故障診斷子程序，滿足相應(yīng)條件后執(zhí)行全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序，圖中GMPP代表全局最大功率點(diǎn)。

主程序首先進(jìn)行常規(guī)最大功率點(diǎn)跟蹤，當(dāng)檢測到功率電壓變化率|ΔP/ΔV|超過某一值μ1時(shí)，并且功率變化量超出設(shè)限，可判定光照條件改變導(dǎo)致光伏發(fā)電系統(tǒng)功率發(fā)生了突變。這時(shí)需要檢測I_first與I_last的比值，I_first是光伏陣列(設(shè)光伏陣列由N塊組件串聯(lián)構(gòu)成)輸出1塊組件峰值電壓時(shí)的電流(1塊組件峰值電壓，本實(shí)施例中，取1塊組件開路電壓的80％，下文將具體解釋)，I_last是光伏陣列輸出N-1塊組件開路電壓時(shí)的電流，當(dāng)該比值超過μ2，可判定光伏陣列出現(xiàn)了至少2種不同光照條件區(qū)域(即有局部陰影遮擋)，同時(shí)如果故障診斷定時(shí)超過設(shè)限，也將調(diào)用陰影故障診斷子程序。

需要說明的是，上述局部陰影遮擋的判斷步驟中給出的是一種判斷是否出現(xiàn)局部陰影遮擋的特別方法，該方法能夠根據(jù)上述有限的信息判斷出局部陰影遮擋。當(dāng)然，本發(fā)明并不排斥其他類型的判斷是否出現(xiàn)局部陰影遮擋的方式，例如通過不同的信息、判據(jù)而進(jìn)行判斷的方法。

執(zhí)行陰影故障診斷子程序后，當(dāng)診斷出存在不同光照強(qiáng)度的區(qū)域時(shí)，還能夠得出全局最大功率近似值Pm_old(具體方式將在下文介紹)，將全局最大功率近似值Pm_old與調(diào)用故障診斷前記錄的最大功率Pm_mppt進(jìn)行比較，若Pm_old提升幅度超過μ3時(shí)，則進(jìn)行全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序，通過全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序，找到全局最大功率點(diǎn)GMPP。若Pm_old提升幅度不超過μ3，則說明提升幅度很有限，沒有必要進(jìn)行全局最大功率點(diǎn)跟蹤，繼續(xù)執(zhí)行常規(guī)最大功率跟蹤即可。

二、陰影故障診斷子程序

以跳躍方式掃描各個(gè)最大功率點(diǎn)附近短路電流，當(dāng)診斷出存在超過2個(gè)短路電流區(qū)間，并且比較出診斷后最大功率Pm_old比診斷前功率Pm_mppt提升幅度大于μ3，方可進(jìn)行全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序，否則返回常規(guī)MPPT跟蹤。當(dāng)跟蹤到全局最大功率點(diǎn)后，要返回到常規(guī)MPPT跟蹤算法。

“跳躍方式掃描”，是從低壓到高壓，離散的選取若干個(gè)參考電壓，參考電壓的選取利用了最大功率點(diǎn)峰值電壓Vm在開路電壓Voc的80％附近位置，而峰值電流Im約為短路電流Isc的90％。

圖2為相關(guān)的程序流程，其中涉及初始化部分和根據(jù)上述最大功率點(diǎn)峰值電壓Vm在開路電壓Voc的80％附近位置，而峰值電流Im約為短路電流Isc的90％進(jìn)行判斷的部分，由于圖2中變量較多(如x，y，i等是計(jì)數(shù)器，為局部變量；Num_Isc、Num_Vol[k]、Isc[k]為全局變量，定義參見圖2左下部分)，為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更容易理解，下面根據(jù)圖2的流程，以圖4為例具體說明。

如圖4，首先，選取參考電壓Vref為0.8*Voc_sin，即使光伏陣列輸出電壓為0.8*Voc_sin，Voc_sin為單塊光伏組件的開路電壓，檢測此時(shí)的輸出電流Isc[1]，峰值電流Im1近似認(rèn)作第一類光照條件下的短路電流Im1≈0.9*Isc[1]。

接著，選取參考電壓Vref為2*0.8*Voc_sin，(為何刪除？)檢測輸出電流為Isc[2]。如果|Isc[2]-Isc[1]|/|Isc[1]|<10％，則認(rèn)為第2塊組件與第1塊組件輸出短路電流一致，即處于相同的光照條件下。

從圖4中可以看出，0.8*Voc_sin和2*0.8*Voc_sin對應(yīng)的電流都非常接近Isc1，因此第2塊組件與第1塊組件屬于相同的光照條件。而在參考電壓Vref為3*0.8*Voc_sin時(shí)，對應(yīng)電流Isc[3]明顯降至Isc2以下，下降幅度很大，|Isc[3]-Isc[2]|/|Isc[2]|>10％，因此，判斷第3塊組件與第2塊不屬于相同的光照條件，即出現(xiàn)了組件被旁路的情況。

在接著選取參考電壓時(shí)，選擇參考對應(yīng)Vref＝(y+0.8*x)*Voc_sin,(y≥1,x≥1)，y表示之前所有組件個(gè)數(shù)之和；x為當(dāng)前光照條件下組件塊數(shù)。

圖4中，判斷第3塊組件與第2塊不屬于相同的光照條件，舍棄3*0.8*Voc_sin的參考電壓，選擇參考電壓Vref為(2+0.8)*Voc_sin，記錄相應(yīng)的第二類光照條件的短路電流，接著選擇參考電壓為(2+0.8*2)*Voc_sin，再選擇參考電壓為(2+0.8*3)*Voc_sin，則又發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)不同光照條件。因此舍棄(2+0.8*3)*Voc_sin的參考電壓，選擇參考電壓為(4+0.8)*Voc_sin；依次類推。故障診斷程序的結(jié)束條件是參考工作電壓Vref大于90％開路電壓或者輸出電流I小于5％最強(qiáng)光照條件下的短路電流Isc[1]。

如圖4所示，最終可以判斷出處于第一類光照條件的組件為2塊，處于第二類光照條件的為2塊，處于第三類光照條件的為1塊，處于第四類光照條件為1塊。上述的第1塊、第2塊、第3塊組件只是為了方便理解，并不確指串聯(lián)組件的串聯(lián)順序或位置。

由于記錄了每類光照條件下對應(yīng)的參考電壓和短路電流，因此可以計(jì)算出每類光照條件下對應(yīng)的最大功率，如圖4中m1，m2，m3，m4點(diǎn)為各種光照條件下的最大功率點(diǎn)，對應(yīng)的最大功率、電壓分別Pm[1]、Vm[1]，Pm[2]、Vm[2]，Pm[3]、Vm[3]，Pm[4]、Vm[4]。然后再在各類光照條件下對應(yīng)的最大功率中選一個(gè)最大值，以該最大值為近似全局最大功率Pm_old，對應(yīng)電壓為Vm_old。

當(dāng)然，由于選擇的參考電壓有限，對應(yīng)的功率點(diǎn)也有限，因此上述Pm[1]、Vm[1]，Pm[2]、Vm[2]，Pm[3]、Vm[3]，Pm[4]、Vm[4]并不一定是真正的每個(gè)光照條件的最大功率，只是每個(gè)光照條件下的近似最大功率，因此無法通過直接比較確定全局最大功率點(diǎn)。還需要通過下面的全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序才能確定真正的、精確的全局最大功率點(diǎn)。

上述陰影故障診斷子程序中，當(dāng)差異在10％以內(nèi)可認(rèn)定兩塊組件處于同一個(gè)光照條件下。直到最近兩次近似短路電流的差異超過10％，認(rèn)為開始有組件所處不同的光照。作為其他實(shí)施方式，10％也可以改為其他可以表征不同光照分界的值，例如8％、13％等等。

上述陰影故障診斷子程序中，最大功率點(diǎn)峰值電壓Vm在開路電壓Voc的80％附近位置，而峰值電流Im約為短路電流Isc的90％，此為經(jīng)驗(yàn)設(shè)置，作為其他實(shí)施方式，例如還可以設(shè)計(jì)為Vm80％附近的其他值，例如75％、78％、81％、85％等等；同理90％也可以設(shè)計(jì)為附近的其他值。

上述陰影故障診斷子程序中，選擇參考電壓時(shí)，并沒有選擇0.8*Voc_sin一直到N*0.8*Voc_sin，是為了使選擇的參考電壓更加適合各光照條件的最大功率點(diǎn)。

三、全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序

全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序同樣利用了峰值電流Im約為短路電流Isc的90％，以及利用等功率曲線實(shí)現(xiàn)參考電壓跳躍跟蹤。

結(jié)合上面的判斷構(gòu)成，以及根據(jù)輸出特性I-V曲線可以看出，光伏陣列分為4個(gè)恒定短路電流區(qū)間，具有4個(gè)具備峰值點(diǎn)m1、m2、m3、m4。

如圖3、圖4所示。令Pm_new＝Pm_old，首先在第一類光照條件下采用局部MPPT(局部MPPT即為在某一類光照條件下進(jìn)行的最大功率點(diǎn)跟蹤方法，與常規(guī)MPPT方式相同，在此不再贅述；)跟蹤到峰值功率Pm，比較Pm與Pm_new大小，更新Pm_new為Pm與Pm_new中的較大值。然后從第一類光照峰值電壓正向擾動，找到電流突變到第二類光照條件的電壓參考值，該電壓參考處的顯著特征是處于局部功率極小值，P-V斜率由負(fù)變正，記錄此處電流為第二類光照條件的短路電流Iscj。接著用等功率曲線的常數(shù)Pm_new除以第二類短路電流Iscj，得到跳躍后的輸出電壓參考值。比較跳躍后電壓參考值對應(yīng)的輸出電流值，如果其值大于θ*Iscj且P-V斜率為正，程序返回局部MPPT繼續(xù)執(zhí)行，否則返回正向擾動，尋找第三類光照條件短路電流。依次進(jìn)行上面全局MPPT跟蹤算法。這樣就可以快速找到全局最大功率點(diǎn)。全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序的結(jié)束條件是參考電壓Vref大于0.9*Voc。程序執(zhí)行完后，便可獲得光照不均勻多峰值的全局最大功率點(diǎn)。

具體的，首先設(shè)置Vref＝Vm[1]，令Pm_new＝Pm_old，在第一類光照條件下采用常規(guī)MPPT跟蹤到近似峰值功率Pm[1]，比較Pm[1]與Pm_new大小，更新為Pm_new其中的較大值。然后從S1位置的電壓Vm[1]正向擾動(如圖3所示，擾動量為ΔV，ΔV的大小關(guān)系到算法時(shí)間長短，可以根據(jù)需要設(shè)置)，達(dá)到P-V曲線斜率變正的S2位置(S2為局部功率極小值，功率電壓斜率由負(fù)變正)，測量得到Isc2，取參考電壓為Pm_new除以S2位置的短路電流Isc2，參考電壓Vref跳躍到q1位置，測量該參考電壓下的電流值，該電流值大于θ*Isc2且該點(diǎn)的P-V曲線斜率為正，程序返回局部MPPT跟蹤，再次尋找最大功率Pm(即找到第二類光照條件下的近似峰值功率Pm[2])，與Pm_new進(jìn)行比較，將Pm_new更新為較大值。從圖4可以看出，局部MPPT跟蹤持續(xù)一直正向擾動到q2位置，將Pm_new除以q2位置的短路電流Isc3，參考電壓Vref跳躍到t1位置(對應(yīng)電流Isc4)，t1位置對應(yīng)電壓超過0.9*Voc，則全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序結(jié)束，獲得GMPP為全局最大功率點(diǎn)Pm_new對應(yīng)的參考電壓(本例為Vm[2])，并將光伏陣列工作點(diǎn)穩(wěn)定在該全局峰值點(diǎn)上。Voc是光伏陣列開路電壓。從上述實(shí)際例子可以看出，程序結(jié)束時(shí)，獲得的GMPP即對應(yīng)第二類光照條件下的峰值Pm[2]。

其中，若q1位置不滿足大于θ*Isc2并且P-V曲線斜率為正的雙重條件，則進(jìn)行單向正向擾動過程，直接擾動到q2位置，省略局部MPPT跟蹤Pm[2]過程。

全局最大功率點(diǎn)跟蹤是為了在多個(gè)峰值中選擇一個(gè)最大的全局最大功率點(diǎn)。作為其他實(shí)施方式，還可以有其他的方式找到這個(gè)全局最大功率點(diǎn)，例如可以直接在Pm_old附近進(jìn)行擾動以獲取該全局最大功率點(diǎn)，當(dāng)然這種方式相當(dāng)于上述實(shí)施例的方式，其精度較低。

找到全局最大功率點(diǎn)GMPP后，在該全局最大功率點(diǎn)GMPP上，執(zhí)行常規(guī)最大功率點(diǎn)跟蹤算法即可。

上述實(shí)施例中的μ1、μ2、μ3和θ需要通過實(shí)驗(yàn)或者實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合具體工程設(shè)定。其中μ3可以選10％，μ2根據(jù)運(yùn)行過程把其計(jì)算值記錄下來。全局最大功率點(diǎn)跟蹤子程序中的θ系數(shù)可選0.8-0.9之間，一般選取0.85。

以上給出了本發(fā)明涉及的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。在本發(fā)明給出的思路下，采用對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言容易想到的方式對上述實(shí)施例中的技術(shù)手段進(jìn)行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發(fā)明中的相應(yīng)技術(shù)手段基本相同、實(shí)現(xiàn)的發(fā)明目的也基本相同，這樣形成的技術(shù)方案是對上述實(shí)施例進(jìn)行微調(diào)形成的，這種技術(shù)方案仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。