，实现数字系统与物理系统的交互通信。
[0032] 通信接口的具体实现如下：
[0033] 在RTDS中编写同外部通信的接口，与其自带的GTAO(模拟量输出）卡和GTDI (数 字量输入）卡配套，实现数字系统与物理系统的交互通信。RTDS数字系统中需要传送给DSP 物理控制板的量有光伏阵列输出的直流电压电流、直流母线电压，这些变量都通过GTAO卡 传送给DSP控制板。GTAO卡是RTDS配套的模拟量输出卡。GTAO卡需要24V供电，16位精 度的D/A转换，能够输出12路+/-IOV的模拟量，输出通道采用周期为Ius的过采样方式保 证输出通道的同步性。
[0034] 物理系统DSP控制板需要传送给RTDS数字系统的量有驱动斩波升压电路IGBT的 一路PffM脉冲，通过GTDI卡传送给RTDS系统。GTDI卡是RTDS配套的数字量输入卡。GTDI 卡需要24V供电，提供64路隔离的数字量输入通道，能够识别开关频率最高为15kHz的PffM 信号。
[0035] 通过GTAO卡和GTDI卡将RTDS数字系统同物理DSP系统构成数字物理回路，形成 硬件在环仿真平台。
[0036] 第三步，在物理DSP系统中编写局部阴影下最大功率点跟踪方法，使得DSP能够根 据从RTDS数字系统采集到的信号量进行计算，判断出全局最大功率点的位置。
[0037] 局部阴影下MPPT的方法如下：
[0038] 1.局部阴影下的优化最大功率跟踪算法的基本思想是当发生局部阴影时要将光 伏阵列的工作点从图3中的B点移动到C点附近。为了达到这一目标，需要实现下列几点：
[0039] 1)根据光伏阵列的工作电压电流判断是否发生了阴影遮蔽的情况；
[0040] 2)若局部阴影发生，则使光伏阵列工作点从B点移动到由线性函数计算出的工作 点C;
[0041] 3)当光伏阵列工作点移动到C点附近后应用传统的最大功率跟踪方法精确寻找 最大功率点。
[0042] 2.判断光伏阵列是否受到阴影遮盖的条件为：首先得到在无阴影均一光照的情 况下光伏阵列工作在最大功率点时的电流IA_，目前实测的光伏阵列工作电流为Ia，若A I =IA_-IA<Ki，则光伏阵列没有受到阴影遮盖；若ΛΙ = IA_-IA>Kl，则光伏阵列受到了 阴影遮盖。其中K 1是设定的常数，通常设定K1S 1/5~1/4,其中I A_由光伏阵列 本身的特性决定。这里所指的阴影遮盖可能是光伏阵列发生局部阴影的情况，也可能是光 伏阵列受到全局均一的阴影遮盖。因为不管哪种情况发生，光伏阵列的工作电流都会发生 突变。
[0043] 光伏阵列受到阴影遮盖时，工作电压不会发生突变，工作电流会产生突变。如图4 所示，均一光照无阴影遮蔽的情况下光伏阵列工作在A点，工作电压为V a，发生局部阴影的 情况后光伏阵列V-I曲线改变，此时光伏阵列的工作电压不会发生突变，依然为Va，工作电
流突变为Ib，由开路电压Vcka和短路电流I ^得到的线性函数计算出 其中开路 9 电压Vcka和短路电流I ^由光伏阵列本身决定，为常数，而光伏阵列工作电流IB由实时测量 所得。然后调整Boost电路开关占空比使得光伏阵列工作电压逐渐接近Vc。
[0044] 3.局部阴影下MPPT的方法流程，如图5所示。
[0045] 程序初始化的时候通过设定开关占空比初始值使得光伏阵列工作在均一光照无 阴影时最大功率点的工作电压V。，采集当前时刻的光伏阵列电压电流V n、In，计算ΔΙ = I__In I。设定阈值K1 (Iamx的1/5~1/4)检测光伏阵列电流是否突变，若Δ I < K p则说 明光伏阵列没有受到阴影遮蔽，直接采用电导增量法寻找最大功率点即可；若A I > K1，则 说明发生了阴影遮蔽的情况，计算AV= |Vc_Vn|，调整Boost电路开关占空比K使得光伏 阵列工作电压逐渐接近V c。设定常数K2，通常为￥^的1/1000~1/500,其中V ^由光伏阵 列本身参数决定。检测光伏阵列工作电压是否接近％的方法为：判断是否满足Δ I >Ki并 且Λ V > K2，若满足，则继续调整K使得Vn接近V 若不满足，则说明光伏阵列已经工作在 Vc附近或者光伏阵列电流已经接近I _，此时直接采用电导增量法寻找最大功率点。
[0046] 第四步，物理DSP发出PffM脉冲控制RTDS数字系统的斩波升压电路开关占空比， 让光伏系统根据本发明中MPPT方法进行工作，使得本发明光伏并网发电系统的数字物理 混合仿真系统能够在局部阴影情况下追踪到全局最大功率点。
【主权项】
1. 一种基于光伏并网发电系统的局部阴影下最大功率点跟踪方法，其特征在于，该方 法包括如下步骤： 第一步，根据光伏阵列的工作电压电流判断是否发生了阴影遮蔽的情况； 第二步，当发生局部阴影时，则使光伏阵列工作点从B点移动到工作点C，公式如下：其中开路电压Vcka和短路电流I 由光伏阵列本身决定，为常 数，而光伏阵列工作电流Ib由实时测量所得； 第三步，利用最大功率点跟踪方法精确寻找最大功率点。2. 根据权利要求1所述的局部阴影下最大功率点跟踪方法，其特征在于，所述的第一 步根据光伏阵列的工作电压电流判断是否发生了阴影遮蔽的情况，具体方法如下； 首先得到在无阴影均一光照的情况下光伏阵列工作在最大功率点时的电流IA_，目前 实测的光伏阵列工作电流为IA; 若Al = Iamx-IaSK1，则光伏阵列没有受到阴影遮盖， 若Al = Iamx-IaSK1，则光伏阵列受到了阴影遮盖； 其中，1是设定的常数。
【专利摘要】一种基于光伏并网发电系统的局部阴影下最大功率点跟踪方法，包括第一步，根据光伏阵列的工作电压电流判断是否发生了阴影遮蔽的情况；第二步，当发生局部阴影时，则使光伏阵列工作点从B点移动到工作点C；第三步，利用最大功率点跟踪方法精确寻找最大功率点。本发明建立了光伏并网发电数字物理混合实时仿真系统，能够在局部阴影下准确追踪到全局最大功率点，无需附加电路，并且适用于多种极端光照情况，结果精确度和可信度都得到了提高。
【IPC分类】G05B17/02
【公开号】CN105137808
【申请号】CN201510497495
【发明人】冯琳, 李国杰, 陈侃
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月13日
【公告号】CN103257593A