种不同状态下的控制示意图。
[0027]图5是本发明方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0028]以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0029]本发明的光伏组件电能输出控制方法，为一种功率可调度的MPPT控制方法。本发明的基本原理是根据光伏电池不同端电压点的输出功率和功率调度指令之间的功率差值来实时动态调节直流工作电压，实现光伏电池的输出功率跟踪。换言之，本发明是将功率调度和MPPT功能相结合的控制方法，不仅能够实现功率调度，而且能够有效地完成光伏电池的输出功率点跟踪。当功率调度指令大于等于光伏电池最大输出功率时，实现当前工况下光伏电池的最大功率点跟踪，即MPPT ;当功率调度指令小于光伏电池最大输出功率时，则实现当前工况下光伏电池的输出功率和功率调度指令的匹配，即功率调度。
[0030]假设光伏电池输出功率指令为Pkef，上一次光伏电池工作电压记为U1，光伏电池输出功率和功率指令Pkef之间功率差值(|P^PkefI)记为Pel，当前光伏电池工作电压记为u2，对应的光伏电池输出功率和功率指令Pkef之间功率差值(IP 2-peef I)记为Pe2，光伏电池工作电压扰动步长记Λ U，参见图4显示了 MPPT的过程，具体描述如下:
[0031]I)当增大参考电压U(U2= U1+Λ U)时，若Pe2>Pel，则表明当前工作点位于最大功率点右侧，此时系统应该以减小参考电压的扰动方式继续调节工作电压，如图4a所示。
[0032]2)当增大参考电压U(U2= Ui+AU)时，若Pe2〈Pel，则表明当前工作点位于最大功率点左侧，此时系统应该以保持增大参考电压的扰动方式继续调节工作电压，如图4b所不O
[0033]3)当减小参考电压U(U2= U1-AU)时，若Pe2>Pel，则表明当前工作点位于最大功率点左侧，此时系统应该以增大参考电压的扰动方式继续调节工作电压，如图4c所示。
[0034]4)当减小参考电压U(U2= U「AU)时，若Pe2〈Pel，则表明当前工作点位于最大功率点右侧，此时系统应该以保持减小参考电压的扰动方式继续调节工作电压，如图4d所不O
[0035]由上可知，基于本发明的原理，可以根据输出功率和功率调度指令之间的差值来反复调节太阳能电池板工作电压，使光伏电池的输出功率跟踪指令功率。如图5所示，本发明方法的具体流程为:
[0036](I)检测当前太阳能电池板输出电压U(k)和当前太阳能电池板输出电流I (k);
[0037](2)计算功率 P (k):P (k) = U (k) X I (k)；
[0038](3)计算功率差值Pe (k):Pe(k) = P (k)-Peef I, Pkef为光伏电池输出功率指令，因此PJk)为当前光伏电池输出功率和功率指令之间差值；
[0039](4)当功率差值PJk)大于或等于前一采样周期的功率差值PJk-1)时，执行步骤
(5)，否则执行步骤(6);
[0040](5)如当前太阳能电池板输出电压U(k)大于前一采样周期太阳能电池板输出电压U (k-ι)，那么实际光伏电池板参考工作电压Urefl满足U M1= UMf- Δ U ;如当前太阳能电池板输出电压U(k)小于或等于前一采样周期太阳能电池板输出电压U(k-l)，那么实际光伏电池板参考工作电压Urefl满足U Mfl= Uref+Λ U ;其中，光伏电池板参考工作电压；AU为电池板扰动电压；
[0041](6)如当前太阳能电池板输出电压U(k)大于前一采样周期太阳能电池板输出电压U (k-ι)，那么实际光伏电池板参考工作电压Urefl满足U M1= U Δ U ;如当前太阳能电池板输出电压U(k)小于或等于前一采样周期太阳能电池板输出电压U(k-l)，那么实际光伏电池板参考工作电压Urefl满足UMfl= Uref-AU ;其中，Urrf光伏电池板参考工作电压；Λυ为电池板扰动电压；
[0042](7)循环执行上述控制流程。
[0043]在本发明的上述过程中，当光伏电池当前工作点位于最大功率点左侧时，MPPT控制会使工作点的电压升高；当工作点位于最大功率点右侧时，MPPT控制会使工作点的电压下降，如果持续这样的搜索过程，最终可使系统跟踪光伏电池的最大功率点。
[0044]在具体应用过程中，本发明根据当前工况下的功率指令值Pkef的设定，光伏电池功率输出Ptm有以下两种形式:
[0045]I)当Pkef彡P艇时，P QUT = PΜΧ，实现当前工况下光伏电池的最大功率跟踪，即MPPT。
[0046]2)当Pkef〈P?aX时，P out= P EEF^实现当前工况下光伏电池的输出功率和功率调度指令Pkef的匹配，即功率调度。
[0047]如图2所示，当采用功率可调度的MPPT控制算法，在辐照度发生突变时，光伏电池瞬时输出功率将会偏离功率指令值PKEF，MPPT控制算法将根据瞬时功率和功率指令之间的功率差值实时调节直流工作电压Upv，从而使光伏电池输出功率维持在功率指令值PKEF。整个功率调度过程，光伏电池实际工作电压Upv始终跟随电压指令值U PV*，因此本发明能够有效避免因辐照度突变所造成MPPT失效，直流电压不受控等不利影响。
[0048]以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种光伏组件电能输出控制方法，其特征在于，当功率调度指令大于等于光伏电池最大输出功率时，根据当前工况下光伏电池的最大功率点进行跟踪控制；当功率调度指令小于光伏电池最大输出功率时，根据当前工况下光伏电池的输出功率和功率调度指令的匹配进行输出控制。
2.根据权利要求1所述的光伏组件电能输出控制方法，其特征在于，具体步骤为: (1)检测当前太阳能电池板输出电压U(k)和当前太阳能电池板输出电流I(k); (2)计算功率P (k):P(k) =U(k)XI(k)； (3)计算功率差值Pe(k):Pe(k) = IP (k)-Pkef |，Pkef为光伏电池输出功率指令； (4)当功率差值PJk)大于或等于前一采样周期的功率差值PJk-1)时，执行步骤(5)，否则执行步骤(6); (5)如当前太阳能电池板输出电压U(k)大于前一采样周期太阳能电池板输出电压U(k-l)，那么实际光伏电池板参考工作电压UMfl满足U Mfl= Uref- Δ U ;如当前太阳能电池板输出电压U(k)小于或等于前一采样周期太阳能电池板输出电压U(k-l)，那么实际光伏电池板参考工作电压U,rfl满足U refl = U ref+ Λ U ;其中，UMf光伏电池板参考工作电压；Λ U为电池板扰动电压； (6)如当前太阳能电池板输出电压U(k)大于前一采样周期太阳能电池板输出电压U(k-l)，那么实际光伏电池板参考工作电压UMfl满足U Mfl= Uref+ Δ U ;如当前太阳能电池板输出电压U(k)小于或等于前一采样周期太阳能电池板输出电压U(k-l)，那么实际光伏电池板参考工作电压U,rfl满足U refl = U ref- Λ U ;其中，UMf光伏电池板参考工作电压；Λ U为电池板扰动电压； (7)循环执行上述控制流程。
【专利摘要】本发明公开了一种光伏组件电能输出控制方法，为：当功率调度指令大于等于光伏电池最大输出功率时，根据当前工况下光伏电池的最大功率点进行跟踪控制；当功率调度指令小于光伏电池最大输出功率时，根据当前工况下光伏电池的输出功率和功率调度指令的匹配进行输出控制。本发明具有功率可调度、在功率调度过程中能够进行有效的输出功率点跟踪、不受环境因素影响等优点。
【IPC分类】G05F1-67
【公开号】CN104536509
【申请号】CN201410673677
【发明人】冯江华, 蹇芳, 吴强, 赵香桂, 陈艺峰, 吴恒亮, 王南, 唐海燕, 姚明, 任艺, 刘昭翼, 吴振, 朱淇凉
【申请人】南车株洲电力机车研究所有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月21日