单级式光伏Z源逆变器模糊控制MPPT方法与流程

一种控制方法，特别是单级式光伏Z源逆变器模糊控制MPPT方法。

背景技术：
由于外界环境变化对分布式光伏发电系统影响较大，其输出功率直接受当前环境太阳辐照和温度影响，基于智能控制技术的最大功率点跟踪技术一直是该领域研究热点问题，传统的扰动观察法和电导增量法由于扰动步长难以合理选择，存在搜索时间长，稳态功率波动大等缺点。另一方面，传统的两级式光伏发电系统效率低于单级式Z源逆变器光伏发电系统，未能将高效的Z源逆变器与更高效的最大功率点跟踪技术结合，未实现高效的最大功率点跟踪及逆变控制良好结合。

技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供单级式光伏Z源逆变器模糊控制MPPT方法，基于Z源逆变器的单级式光伏系统利用Z源网络和逆变器直通时间进行升压，同时采用非对称模糊隶属度的模糊控制器自适应调节传统电导增量法步长，实现控制器跟踪的快速性及稳定性，系统整体结构紧凑，效率更高。为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：单级式光伏Z源逆变器模糊控制MPPT方法，包括：乘法器通过光伏电压采样模块和光伏电流采样模块实时测量的光伏阵列输出电压UPV和电流IPV确定当前功率PPV，并将其存储于功率存储器，根据前一采样时刻存储于功率存储器的光伏阵列输出功率PPV_last，经由第一减法器计算功率增量dP，同时将前一采样时刻电压步长存储器所存储的电压步长Vstep_last，输入模糊控制器；根据模糊控制器，获取电导增量法电压变化步长Vstep，并将其存储于电压步长存储器；电导增量计算模块根据模糊控制器输出的电压步长Vstep，根据当前光伏组件输出电压UPV及电流IPV，输出参考电压值UPV*至PI控制器，PI控制器输出获得Z-源网络直通占空比D0，输入带直通占空比的SVPWM模块；电网电压采样模块采集三相电网的实时电压eα、eb、ec输出至带直通比的SVPWM模块；电网电流采样模块采集三相电网的实时电流iα、ib、ic，将其输入并网电流控制模块，获得SVPWM调制信号uα与uβ，并与带直通比的SVPWM模块连接，形成带直通矢量的SVPWM，将输出的统一控制PWM信号接入全桥逆变电路，实现光伏Z源逆变器模糊控制最大功率点跟踪。前述的单级式光伏Z源逆变器模糊控制MPPT方法，模糊控制器采用光伏阵列功率增量dP，和前一采样时刻电压步长存储器所存储的电压步长Vstep_last作为控制器输入，输出为下一时刻电导增量法变化步长Vstep。前述的单级式光伏Z源逆变器模糊控制MPPT方法，模糊控制器的输入与输出均划分为6个模糊集，包括负大(NB)，负中(NM)，负小(NS)，正小(PS)，正中(PM)，正大(PB)。前述的单级式光伏Z源逆变器模糊控制MPPT方法，模糊控制器输入dP、Vstep_last与输出Vstep的隶属函数均为三角形隶属函数。前述的单级式光伏Z源逆变器模糊控制MPPT方法，模糊控制器采用非对称模糊规则。本发明的有益之处在于：通过模糊控制器判断输入功率增量dP及上一采样时刻存储的电压步长Vstep_last，实现自适应地控制电导增量法步长Vstep，同时采用带直通比的SVPWM的调制方式，发明了Z源逆变器整体控制方法；系统结构紧凑，在实现太阳能光伏系统最大功率点快速跟踪的同时，实现正常逆变控制，高效可靠。附图说明图1是本发明一种实施例的结构示意图；图2是本发明模糊控制器输入Vstep_last及输出Vstep的隶属函数图；图3是本发明模糊控制器输入dP的隶属函数图；图4是本发明模糊控制最大功率点跟踪控制方法的搜索路径仿真结果；图5是本发明模糊控制最大功率点跟踪控制方法的光伏阵列电压曲线实验结果；具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。单级式光伏Z源逆变器模糊控制最大功率点跟踪系统，包括:与太阳能光伏阵列相连的光伏电压采样模块和光伏电流采样模块，与三相电网相连的电网电压采样模块和电网电流采样模块；连接于光伏电压采样模块、光伏电流采样模块并确定当前功率PPV的乘法器，连接于乘法器的功率存储器，连接于功率存储器并计算功率增量dP的第一减法器，存储前一采样时刻的电压步长Vstep_last的电压步长存储器，收集电压步长存储器信息获取电导增量法电压变化步长Vstep的输入模糊控制器；连接于模糊控制器的电导增量计算模块，接收光伏组件输出电压UPV及电流IPV，输出的参考电压值UPV*的PI控制器，连接PI控制器、电网电压采样模块的SVPWM模块，连接电网电流采样模块、SVPWM模块的并网电流控制模块，接收并网电流控制模块输出的统一控制PWM信号的全桥逆变电路；需说明的是，并网电流控制模块是现有技术，输出两相静止坐标系下SVPWM调制信号uα与uβ。直通比为全桥逆变电路中开关器件在一个调制周期内，上下桥臂直通时间所占比例。光伏电流采样模块连接于乘法器和电导增量计算模块，乘法器连接于第一减法器、功率存储器、模糊控制器、电导增量计算模块、第二减法器、PI控制器。光伏电压采样模块分别与乘法器、电导增量计算模块和第二减法器连接。电网电压采样模块与带直通比的SVPWM模块相连。电网电流采样模块与并网电流控制模块、带直通比的SVPWM模块相连。带直通比的SVPWM模块与全桥逆变电路相连，太阳能光伏阵列与Z源网络相连，Z源网络与全桥逆变电路...