開 關(guān)周期儲(chǔ)存在激磁電感Lm中的電量，則有：
[0038] 圖1(b)為第k個(gè)周期的電容Cin的端電壓以及激磁電感Lm電流示意圖，設(shè)vc(k) 和vc (k-1)分別為第k和k-1個(gè)開關(guān)周期的電容端電壓值，則第k個(gè)開關(guān)周期儲(chǔ)存在電容 Cin中的電量Qc (k)又可表不為：
[0040] 則第k個(gè)開關(guān)周期內(nèi)電容電流平均值ic_avg(k)為：
[0042] 設(shè)N為半個(gè)電網(wǎng)周期內(nèi)原邊開關(guān)管S1的開關(guān)動(dòng)作次數(shù)，則N可由下式求得：
[0043]
[0044] 當(dāng)開關(guān)頻率為20kHz時(shí)，N = 200。
[0045] 聯(lián)立式（a)、（b)可求的在半個(gè)電網(wǎng)周期內(nèi)電容電流的均值Ic為：
[0047] 通常，光伏電池輸出側(cè)電容較大，因此在單個(gè)開關(guān)周期內(nèi)其端電壓可視為恒定，設(shè) vth為S1的導(dǎo)通管壓降，則激磁電感電流瞬時(shí)值ilm為：
s式中，ton可由下式得到：
[0050] 式ψ〇_(1?-1)??η{(1?-1) π/N}為前一時(shí)刻的占空比輸出值，第k個(gè)開關(guān)周期通過 激磁電感的電量Mk)為：
[0052] 則第k個(gè)開關(guān)周期的激磁電感電流平均值ilnuavg(k)為：
[0054] 進(jìn)一步可求得半個(gè)電網(wǎng)周期內(nèi)，激磁電感平均電流平均值Ι1ηι為：
[0056] 可得電網(wǎng)周期內(nèi)光伏電池的輸出電流平均值Ipv為：
[0058] 半個(gè)電網(wǎng)內(nèi)電容端電壓均值Vc為
[0059] 為了驗(yàn)證本技術(shù)方案所提出的單變量最大功率跟蹤算法的正確性，在Simulink 仿真平臺(tái)下進(jìn)行了驗(yàn)證，通過S函數(shù)編寫了基于單變量最大功率跟蹤算法，MPPT環(huán)節(jié)占空 比的變化步長取值0. 005, S函數(shù)每個(gè)50 μ s采樣一次。仿真結(jié)果如（圖3 (a)和3 (b)所 不。
[0060] 圖2為單變量MPPT算法的程序流程圖。當(dāng)計(jì)數(shù)值k小于N時(shí)，由電流計(jì)算模塊 分別計(jì)算半個(gè)電網(wǎng)周期內(nèi)的光伏電池的輸出電流和電壓，MPPT環(huán)節(jié)計(jì)算的占空比值保持不 變，當(dāng)k = N時(shí)，MPPT模塊實(shí)時(shí)更新存儲(chǔ)的Ipv和Vpv的取值，并通過算法決定占空比的改 變。且k被復(fù)位至1。
[0061] 圖3 (a)為控制環(huán)節(jié)計(jì)數(shù)值k的變化情況，仿真中S1的開關(guān)頻率為20kHz，N取200， 當(dāng)k計(jì)滿200時(shí)即為10ms。
[0062] 圖3 (b)為MPPT環(huán)節(jié)輸出占空比的調(diào)節(jié)波形，可以看出，該算法進(jìn)入穩(wěn)定前的時(shí)間 較長，光伏電池首先在〇. 8s以后輸出趨于穩(wěn)定，光伏電池穩(wěn)定工作在最大功率點(diǎn)附近，并 有小幅波動(dòng)。在t = 1. 3s時(shí)，光照從1000W/m2變化至800W/m2,在MPPT環(huán)節(jié)的作用下，光 伏電池重新工作在新的穩(wěn)定點(diǎn)。
[0063] 圖4(a)為光伏電池輸出功率，可以看出，改進(jìn)后的單變量最大功率跟蹤算法同樣 實(shí)現(xiàn)了最大功率跟蹤。
[0064] 圖4 (b)為光伏電池輸出功率的平均值，此時(shí)其值分別在0. 8s和1. 6s后穩(wěn)定在最 大功率點(diǎn)附近。
[0065] 圖4(c)為光伏電池的輸出電壓，MPPT模塊對(duì)采樣的電壓進(jìn)行計(jì)算后的輸出波形， 光照從1000W/m2變化至800W/m2,光伏電池的最大功率點(diǎn)電壓相近，因此重新穩(wěn)定后的波 形與光照變化前差別不大。
[0066] 圖4(d)為采樣模塊的對(duì)光伏電池輸出電壓的計(jì)算值，與實(shí)際輸出波形相近。在 最優(yōu)點(diǎn)處也包含小幅值的低頻擾動(dòng)。
[0067] 圖4(e)為伏電池的輸出電流，在MPPT模塊的作用下，光照變化后，仍然能夠跟蹤 到新的最大功率點(diǎn)。
[0068] 圖4 (f)為經(jīng)過MPPT環(huán)節(jié)計(jì)算后的輸出電流波形，與實(shí)際值有一定的誤差，但并不 影響算法對(duì)最大功率點(diǎn)的跟蹤。以上仿真波形證明，改進(jìn)后的單變量MPPT算法能夠有效跟 蹤光伏電池的最大功率點(diǎn)。
[0069] 參數(shù)說明：
[0070] 為了驗(yàn)證以上對(duì)逆變器設(shè)計(jì)參數(shù)的正確性，在Matlab/Simulink環(huán)境下，對(duì)反激 式逆變器和光伏電池模型進(jìn)行了聯(lián)合仿真，MPPT環(huán)節(jié)通過S函數(shù)編寫實(shí)現(xiàn)。仿真參數(shù)設(shè)置 如下表所示。
[0072] 如上所述，本發(fā)明完全符合專利三要件：新穎性、創(chuàng)造性和產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性。本發(fā) 明在上文中已以較佳實(shí)施例揭露，然熟悉本項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)理解的是，該實(shí)施例僅用于描繪本 發(fā)明，而不應(yīng)解讀為限制本發(fā)明的范圍。應(yīng)注意的是，舉凡與該實(shí)施例等效的變化與置換， 均應(yīng)設(shè)為涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以所附的權(quán)利要求書所界定 的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微型逆變器的最大功率跟蹤算法；其特征在于：包含如下步驟： 步驟1:檢測直流側(cè)電壓的電壓值； 步驟2 :通過所述電壓值通過運(yùn)算得到電流值。2. 如權(quán)利要求1所述的最大功率跟蹤算法；其特征在于：所述電流值上述電流值通過 下式公式得到其中，ipy為光伏電池的輸出電流，ic為電容電流，ilm過激磁電感的激磁電流，Cin為 儲(chǔ)存在電容中的電量，Lm為激磁電感，vc(k)及vc(k-l)分別為第k和k-1個(gè)開關(guān)周期的電 容端電壓值，N為半個(gè)電網(wǎng)周期內(nèi)原邊開關(guān)管Sl的開關(guān)動(dòng)作次數(shù)，ton為開關(guān)周期。3. 如權(quán)利要求2所述的最大功率跟蹤算法；其特征在于： 當(dāng)計(jì)數(shù)值k小于N時(shí)，由電流計(jì)算模塊分別計(jì)算半個(gè)電網(wǎng)周期內(nèi)的光伏電池的輸出電 流和電壓，MPPT環(huán)節(jié)計(jì)算的占空比值保持不變， 當(dāng)k=N時(shí)，MPPT模塊實(shí)時(shí)更新存儲(chǔ)的Ipv和化V的取值，并通過所述算法決定占空 比的改變；且k被復(fù)位至1。4. 如權(quán)利要求2所述的最大功率跟蹤算法；其特征在于：當(dāng)開關(guān)頻率為20曲Z時(shí)，N= 200。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微型逆變器的最大功率跟蹤算法，其在傳統(tǒng)反激式逆變器的最大功率跟蹤算法的基礎(chǔ)上提出的改進(jìn)的算法。提出的算法僅需檢測直流側(cè)電壓，電流可通過對(duì)電壓進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算得到，改進(jìn)后的算法無需電流傳感器，降低了系統(tǒng)的成本，同時(shí)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【IPC分類】H02J3/38, H02M7/537
【公開號(hào)】CN105375805
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510649112
【發(fā)明人】吳祥勝
【申請(qǐng)人】浙江恩沃新能源科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月25日