基于输出电压频率步进扰动的最大功率点跟踪方法
【专利摘要】本发明公开的基于输出电压频率步进扰动的最大功率点跟踪方法，首先采集光伏阵列输出电压；然后对逆变器输出电压频率fs进行扰动，观察光伏阵列输出电压的变化趋势来确定最大功率点。本发明方法不用采集阵列输出功率值进行功率判断，只需对光伏阵列输出电压进行观察就可以实现最大功率点跟踪算法，所以该算法不会受到采样量化误差的影响，且控制量精度越高，给定步进频率增量越小，越能准确跟踪光伏阵列的最大输出功率点，另外该方法还可以根据系统输出频率值采用变步长法实现稳态条件下的快速跟踪。
【专利说明】基于输出电压频率步进扰动的最大功率点跟踪方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能分布式发电技术及其应用【技术领域】，具体涉及一种基于输出电压频率步进扰动的最大功率点跟踪方法。
【背景技术】
[0002]光伏水泵是利用太阳能电池板将太阳能转换为电能，所输出的直流电经逆变器变换为三相工频交流电后为水泵供电，通过对逆变器的控制就可以控制水泵的转速以及转矩，进而就可以调节水泵的扬程和流量。因此，在光照变化条件下，尽可能多的从光伏电池板汲取电能、提高光伏电池组件的电能利用率就显得尤为重要了。
[0003]光伏电池的输出功率特性具有很强的非线性,其最大输出功率及最大输出功率点的电压与电流随着温度、光照强度、光照的不均衡度等因素变化。只有采用有效的最大功率点跟踪算法，才能提高光伏电池组件的电能利用率。
[0004]目前，光伏发电系统实现最大功率点跟踪的方法有很多，如:定电压法、扰动观察法、增量电导法、短路电流法等等，但是这些方法各有其优缺点及适用范围。定电压法是利用光伏电池的最大功率点电压与其开路电压的比值为一常数(大约为0.78)这一特性，控制光伏阵列的输出电压满足0.78倍的开路电压即可。该方法控制简单，易于实现，跟踪速度快，但在外界环境变化导致开路电压发生变化时，光伏电池的输出功率会偏离最大功率点。扰动观察法是利用光伏阵列ρ-v特性曲线的单峰值特性，扰动光伏阵列的输出电压或电流，观察光伏阵列输出功率的变化，根据功率变化的趋势连续改变扰动电压或电流方向，使其工作在最大功率点处。该方法控制简单，对检测元件要求不高，但会造成震荡和误判。
增量电导法也是利用其p-v曲线的单峰值特性，令dP/dv = o，及
【权利要求】
1.基于输出电压频率步进扰动的最大功率点跟踪方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施: 步骤1:采集光伏阵列输出电压； 步骤2:对逆变器输出电压频率fs进行扰动，观察光伏阵列输出电压的变化趋势来确定最大功率点。
2.根据权利要求1所述的基于输出电压频率步进扰动的最大功率点跟踪方法，其特征在于，所述的步骤2具体按照以下步骤实施: 以逆变器输出电压频率fs代替光伏阵列输出功率，首先对光伏阵列电压进行采样，采样结果存放在变量Vpv中，进而计算当前给定电压信号Vref与Vpv的差值ev ； 若ev值连续多次与其前一次计算值ev—工相等，则认为光伏阵列输出电压稳定，此时将Vpv的值赋予给定电压信号VMf，然后根据前一次给定输出频率的扰动增量dfs与ev的比值大小确定新的给定输出频率的扰动增量dfs的大小，并重新计算输出电压频率fs ； 当ev值大于ev l值时，说明光伏阵列输出电压正在下降，若电压连续下降无法稳定时，则根据光伏阵列输出电压的运动特性可知，此时采用比例控制器减小逆变器输出频率可以遏制光伏阵列电压下降趋势，并且可使光伏阵列电压运动至稳定工作点，当光伏阵列输出电压稳定后，再次增大逆变器输出频率，重复进行阵列电压的观测与处理； 当ev值小于ev l值时，说明在逆变器输出频率一定的情况下，阵列输出电压正在上升的过程中，此时阵列电压以稳定轨迹运行并且最终会收敛于稳定点，所以在阵列输出电压上升阶段不改变逆变器输出频率，待其稳定工作后，再逐渐增加逆变器输出频率，最终实现最大功率点跟踪功能，光伏阵列稳定工作的点就是最大功率点。
【文档编号】G05F1/67GK104035476SQ201410200566
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】张琦, 田冬, 孙向东, 宋卫章, 安少亮, 任碧莹, 田小野 申请人:西安理工大学