光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法

2023-04-27 10:07:41 2

專利名稱：光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法
技術領域：
本發明涉及光伏發電系統，尤其是廣告信息發布系統，具體地，涉及光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法。
背景技術：
在光伏轉換系統中，最大功率點跟蹤技術是非常重要的研究方向，為了能夠在相同條件下提高光伏發電效率，人們提出了各種最大功率點跟蹤(MPPT)的方法，比如爬山法、電導增量法、三點比較法、恆定電壓法等。光伏電池陣列輸出特性具有非線性特徵，其輸出電壓和功率受光照強度、環境溫度和負載情況影響。在一定的光照強度和環境溫度下，光伏電池可以有不同的輸出電壓，但是只有在某一輸出電壓值時，光伏電池的輸出功率才能達到最大值，這時光伏電池的工作點就達到了輸出功率曲線的最高點，稱之為最大功率點。 因此，在光伏發電系統中，要提高系統的整體效率，一個重要的途徑就是實時調整光伏電池的工作點，使之始終工作在最大功率點附近，這一過程就稱之為最大功率點跟蹤(MPPT)。MPPT的工作原理為在一個規定的周期內，微處理器定期地主動調節PWM的佔空比D，改變太陽能電池的輸出電流，從而引起太陽能電池的輸出電壓變化，檢測太陽能電池輸出電壓及輸出電流，計算出太陽能電池陣列的輸出功率，然後根據最大功率點跟蹤策略尋找最大功率點的位置。

發明內容
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法。根據本發明的一個方面，提供光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法，其特徵在於，包括如下步驟
步驟A 根據當前時刻的光伏電池端的電壓V (K)與電流I (K)計算出當前時刻的光伏電池端的功率P (K)；
步驟B 獲得所述當前時刻的光伏電池端的功率P (K)與前一時刻的光伏電池端的功率P (K-I)之差的功率絕對值I ΔΡ| ；
步驟C:判斷所述功率絕對值I Δ Ρ|是否大於第一預設值，若所述功率絕對值I Δ P 小於或者等於所述第一預設值，則接下來執行所述步驟Α;若所述功率絕對值I Δ P|大於所述第一預設值，則接下來執行步驟D ；
步驟D 判斷所述功率絕對值I ΔΡ|與前一時刻的佔空比調整步長a (K-I)的比值 AP|/a (K-I)是否大於第二預設值，若所述功率絕對值I Δ P|與前一時刻的佔空比調整步長a (K-I)的比值I ΔΡ /a (K-I)小於或者等於所述第二預設值，則接下來執行步驟E』 ；若所述功率絕對值I ΔΡ|與前一時刻的佔空比調整步長a (K-I)的比值I ΔΡ /a (K-I)大於所述第二預設值，則接下來執行步驟E ；
步驟E』 採用自適應爬山法設定下一時刻的佔空比D (K+1)，然後返回所述步驟A;步驟E 判斷所述當前時刻的光伏電池端的電壓V (K)是否大於最大電壓閾值，若所述當前時刻的光伏電池端的電壓V (K)小於或者等於所述最大電壓閾值，則設置方向變量DI 為第一正值；若所述當前時刻的光伏電池端的電壓V (K)大於所述最大電壓閾值，則設置方向變量DI為第一負值；
步驟F:將所述功率絕對值I Δ P|與前一時刻的佔空比調整步長a (K-I)的比值 AP|/a (K-I)與第一調整參數M的乘積作為當前時刻的佔空比調整步長a (K);
步驟G 將所述當前時刻的佔空調整步長a (K)乘以所述方向變量DI的乘積a (K)-DI 與當前時刻的佔空比D (K)之和a (K) · DI+D (K)作為下一時刻的佔空比D (K+1)；然後返回所述步驟A。優選地，所述第一負值的絕對值小於所述第一正值的絕對值。優選地，所述第一正值的絕對值是所述第一負值的絕對值的3飛倍。優選地，所述第一正值的絕對值是所述第一負值的絕對值的5倍。優選地，所述最大電壓閾值為光伏電池兩端的最大輸出電壓。優選地，第一調整參數M用於調整跟蹤精度。本發明通過不同的步長靠近最大功率點，使得整個系統的跟蹤速度加快，提高了光電轉換效率。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、 目的和優點將會變得更明顯
圖1示出根據本發明的流程圖。
具體實施例方式具體地，如圖1所述，首先執行步驟S201，根據當前時刻的光伏電池端的電壓V(K) 與電流I (K)計算出當前時刻的光伏電池端的功率P (K) JPP (K) = V (K)· I (K)0然後執行步驟S202，獲得所述當前時刻的光伏電池端的功率P (K)與前一時刻的光伏電池端的功率P (K-I)之差的功率絕對值I ΔΡ|，即ι Δ Pl = IP (K)" P (K-I) I。然後執行步驟S203，判斷所述功率絕對值I Δ Ρ|是否大於第一預設值，若所述功率絕對值ι Δ Ρ|小於或者等於所述第一預設值，則接下來執行所述步驟S201 ；若所述功率絕對值ι Δ Ρ|大於所述第一預設值，則接下來執行步驟S204。通過執行所述步驟S204，判斷所述功率絕對值I ΔΡ|與前一時刻的佔空比調整步長a (K-I)的比值I ΔΡ /a (K-I)是否大於第二預設值，若所述功率絕對值| ΔΡ|與前一時刻的佔空比調整步長a (K-I)的比值I AP|/a (K-I)小於或者等於所述第二預設值， 則接下來執行步驟S205 ；若所述功率絕對值I ΔΡ|與前一時刻的佔空比調整步長a(K-l) 的比值I ΔΡ /a (K-I)大於所述第二預設值，則接下來執行步驟S206。通過執行步驟S206，判斷所述當前時刻的光伏電池端的電壓V (K)是否大於最大電壓閾值，若所述當前時刻的光伏電池端的電壓V (K)小於或者等於所述最大電壓閾值，則通過執行步驟S207設置方向變量DI為第一正值；若所述當前時刻的光伏電池端的電壓V (K)大於所述最大電壓閾值，則通過執行所述步驟S208設置方向變量DI為第一負值。
然後執行步驟S209，將所述功率絕對值I Δ P|與前一時刻的佔空比調整步長a (K-I)的比值I AP|/a (K-I)與第一調整參數M的乘積作為當前時刻的佔空比調整步長a (K);即 a (K) =M 『 I AP|/a (K-I)0然後執行步驟S210，將所述當前時刻的佔空調整步長a (K)乘以所述方向變量DI 的乘積a (K)· DI與當前時刻的佔空比D (K)之和a (K) · DI+D (K)作為下一時刻的佔空比 D (Κ+l);即 D (K+1)= a (K)· DI+D (K)。然後返回所述步驟 S201。在本實施例的一個優選例中，所述第一負值的絕對值小於所述第一正值的絕對值，進一步優選地，所述第一正值的絕對值是所述第一負值的絕對值的3飛倍，更進一步優選地，所述第一正值的絕對值是所述第一負值的絕對值的5倍。優選地，所述最大電壓閾值為光伏電池兩端的最大輸出電壓。優選地，第一調整參數M用於調整跟蹤精度。以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。
權利要求
1.一種光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法，其特徵在於，包括如下步驟 步驟A 根據當前時刻的光伏電池端的電壓V (K)與電流I (K)計算出當前時刻的光伏電池端的功率P (K)；步驟B 獲得所述當前時刻的光伏電池端的功率P (K)與前一時刻的光伏電池端的功率P (K-I)之差的功率絕對值I ΔΡ| ；步驟C:判斷所述功率絕對值I Δ Ρ|是否大於第一預設值，若所述功率絕對值I Δ P 小於或者等於所述第一預設值，則接下來執行所述步驟Α;若所述功率絕對值I Δ P|大於所述第一預設值，則接下來執行步驟D ；步驟D 判斷所述功率絕對值I ΔΡ|與前一時刻的佔空比調整步長a (K-I)的比值 AP|/a (K-I)是否大於第二預設值，若所述功率絕對值I Δ P|與前一時刻的佔空比調整步長a (K-I)的比值I ΔΡ /a (K-I)小於或者等於所述第二預設值，則接下來執行步驟E』 ；若所述功率絕對值I ΔΡ|與前一時刻的佔空比調整步長a (K-I)的比值I ΔΡ /a (K-I)大於所述第二預設值，則接下來執行步驟E ；步驟E』 採用自適應爬山法設定下一時刻的佔空比D (K+1)，然後返回所述步驟A; 步驟E 判斷所述當前時刻的光伏電池端的電壓V (K)是否大於最大電壓閾值，若所述當前時刻的光伏電池端的電壓V (K)小於或者等於所述最大電壓閾值，則設置方向變量DI 為第一正值；若所述當前時刻的光伏電池端的電壓V (K)大於所述最大電壓閾值，則設置方向變量DI為第一負值；步驟F:將所述功率絕對值I ΔΡ|與前一時刻的佔空比調整步長a (K-I)的比值 AP|/a (K-I)與第一調整參數M的乘積作為當前時刻的佔空比調整步長a (K)；步驟G 將所述當前時刻的佔空調整步長a (K)乘以所述方向變量DI的乘積a (K)-DI 與當前時刻的佔空比D (K)之和a (K) · DI+D (K)作為下一時刻的佔空比D (K+1)；然後返回所述步驟A。
2.根據權利要求1所述的光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法，其特徵在於，所述第一負值的絕對值小於所述第一正值的絕對值。
3.根據權利要求2所述的光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法，其特徵在於，所述第一正值的絕對值是所述第一負值的絕對值的3飛倍。
4.根據權利要求3所述的光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法，其特徵在於，所述第一正值的絕對值是所述第一負值的絕對值的5倍。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法，其特徵在於，所述最大電壓閾值為光伏電池兩端的最大輸出電壓。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法，其特徵在於，第一調整參數M用於調整跟蹤精度。
7.根據權利要求5所述的光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法，其特徵在於，第一調整參數M用於調整跟蹤精度。
全文摘要
本發明提供光伏發電系統中提高光電轉換效率的控制方法包括，主要步驟獲得所述當前時刻的光伏電池端的功率P(K)與前一時刻的光伏電池端的功率P(K-1)之差的功率絕對值|△P|，判斷所述功率絕對值|△P|與前一時刻的佔空比調整步長a(K-1)的比值|△P|/a(K-1)是否大於第二預設值，將所述功率絕對值|△P|與前一時刻的佔空比調整步長a(K-1)的比值|△P|/a(K-1)與第一調整參數M的乘積作為當前時刻的佔空比調整步長a(K)。本發明通過不同的步長靠近最大功率點，使得整個系統的跟蹤速度加快，提高了光電轉換效率。
文檔編號H02N6/00GK102255573SQ201110205449
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月21日 優先權日2011年7月21日
發明者嚴錦春, 錢騰達, 顧錫淼 申請人:優太太陽能科技(上海)有限公司