局部陰影下光伏發電系統最大功率點跟蹤方法
2023-06-18 06:39:51
局部陰影下光伏發電系統最大功率點跟蹤方法
【專利摘要】本發明公開了局部陰影下光伏發電系統最大功率點跟蹤方法，涉及自動控制【技術領域】。首先將檢測到的光伏陣列的輸出電壓Upv和輸出電流Ipv，在切換面兩邊設定一個切換值，通過計算滑模切換函數S和來判斷處於哪種控制狀態，；根據太陽能電池的P-V特性曲線，；其中：m是一個常係數，為光伏電池輸出的即時功率，是光伏電池在標準狀態下輸出的最大功率；當切換面時系統進入滑模控制；當切換面時系統進入免疫PID控制。優點是：在太陽電池被遮蔽時能很好的實現太陽能最大功率點追蹤控制，有效提高了系統的跟蹤速度和輸出效率，而且輸出曲線較為平滑，輸出振動減小，提高了電能質量。
【專利說明】局部陰影下光伏發電系統最大功率點跟蹤方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光伏發電系統最大功率點跟蹤【技術領域】，具體是一種局部陰影下光伏發電系統最大功率點跟蹤方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展，能源和環境問題越來越突出，太陽能作為一種可再生能源有很好的應用前景。但光伏電池的光電轉換效率較低，且輸出功率與日照強度及環境溫度都有很大關係，具有明顯的非線性，需要在光伏器件和負載之間連接最大功率點跟蹤(MPPT)電路，以充分發揮光伏電池的功效。目前常用的MPPT控制算法有恆定電壓跟蹤控制法、擾動觀察法及電導增量法等。以上控制算法主要建立在太陽光照穩定或是沒有陰影影響的條件上。眾所周之，太陽電池在使用過程中容易受到周圍建築物樹木和電線桿以及天空中烏雲等的陰影影響，局部輻射強度減弱，太陽能電池整體性能會出現驟降現象，一般來說，有陰影影響的光伏陣列輸出電流低於無陰影影響的輸出電流，同理有陰影影響的光伏陣列輸出功率低於無陰影模塊。同時由光伏陣列在局部陰影條件下的P-V曲線可知，與無陰影影響下光伏陣列P-U曲線的單峰性不同的是，整個陣列的電壓功率曲線出現了多個極值點，存在著「偽極值點」。可見常規的最大功率點算法(如擾動觀察法，電導增量法等)在光伏陣列處於局部陰影條件下時可能失效，出現誤判現象。因此，局部陰影影響情況下光伏陣列的最大功率點跟蹤策略將是一個重要的研究課題。
[0003]擾動觀察法是目前MPPT算法中使用最廣的一個算法，這個算法的主要優點是原理簡單，實現方便，而且跟蹤精度高，其最大功率點的跟蹤精度可以達到90%以上。然而，擾動觀察法也有其固有的缺點，即在最大功率點附近存在不可避免的振蕩從而導致額外的功率損耗，而且擾動觀察法會產生誤判現象。
【發明內容】
[0004]為了克服上述現 有技術的缺點，本發明提供一種局部陰影影響下光伏發電系統最大功率點跟蹤方法，可以使光伏陣列在局部陰影條件下能有效提高光伏發電系統的跟蹤速度和輸出功率。
[0005]本發明是以如下技術方案實現的:一種局部陰影下光伏發電系統最大功率點跟蹤方法，其特徵在於:首先將檢測到的光伏陣列的輸出電壓Upv和輸出電流Ipv，在切換面兩邊設定一個切換值σ ,通過計算滑模切換函數S和σ來判斷處於哪種控制狀態，
【權利要求】
1.一種局部陰影下光伏發電系統最大功率點跟蹤方法，其特徵在於:首先將檢測到的光伏陣列的輸出電壓Upv和輸出電流Ipv，在切換面兩邊設定一個切換值 ，通過計算滑模切換函數S和來判斷處於哪種控制狀態，
2.根據權利要求1所述的局部陰影下光伏發電系統最大功率點跟蹤方法，所述的滑模控制採用Boost電路，所述Boost包括電阻Rs、R、電感L、電容CS、C、二極體D、以及MOSFET功率開關管Q ;所述的電阻Rs的一端與光伏電池板正極連接，另一端連接電感L以及電容Cs的一端，電感L的另一端連接二極體D的正極以及MOSFET功率開關管Q的c極，二極體D的負極分別與電容C以及電阻R的一端連接，電容Cs、MOSFET功率開關管Q的e極、電容C以及電阻R的另一端分別連接光伏電池板的負極；M0SFET功率開關管Q的b極接控制信號u, c極接電感L的另一端和二極體D的正極，e極接光伏電池板的負極，《為控制MOSFET功率開關管Q導通的控制函數，
3.根據權利要求1所述的局部陰影下光伏發電系統最大功率點跟蹤方法，所述的免疫PID控制採用PID控制器以及與其連接的免疫控制器；riJd為光伏發電系統輸出功率的給定值，(幻為光伏發電系統的實際功率輸出值，計算出e(A)= r{k)~y{k)為給定功率值與輸出功率值偏差，經過PID控制器計算出線性組合後的(幻作為免疫控制器的輸入
4.根據權利要求1-3任一項所述的局部陰影下光伏發電系統最大功率點跟蹤方法，其特徵在於:所述的常係數m =0.2。
【文檔編號】G05F1/67GK103699170SQ201310717676
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】周天沛, 孫偉 申請人:徐州工業職業技術學院