一种光伏逆变器及其最大功率点跟踪方法和装置的制造方法_2

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1](10*1(10,dU = U(K)-U(K-l),dP = P(K)-P(K-l)。
[0045]步骤1.3:判断|dU I是否小于一预设值ει,如果是,则转到步骤1.4,如果否,则转到步骤1.6。
[0046]步骤1.4:判断判断I dP|是否小于一预设值ε2,如果是,则转到步骤1.5,如果否,则转到步骤1.6。
[0047]步骤1.5:设置扰动步长Δ U = O,之后转到步骤1.7。
[0048]步骤1.6:设置振动步长AU = k*dP/dU,k为一预设的比例参数。
[0049]步骤1.7:将给定电压Uref加上扰动步长Δ U,进行重新赋值,并转到步骤1.1继续进行下一次检测。
[0050]通过图1所示的可调步长的扰动观察法MPPT算法流程图可知。当dP/dU>0时,Uref递增;dP/dU〈0时,Uref递减。直到(?υ〈ει、dP〈e2,达到最大功率点。但在光照变化快的环境下,MPPT算法容易出现误判断,导致Uref偏离最大功率点处。
[0051]下面通过不同的光照变化情况来说明采用这种MPPT算法时,光伏逆变器进行MPPT时所存在的冋题。
[0052]I)光照迅速持续变强
[0053]请参考图2,假设一开始光伏逆变器MPPT工作在A点,并进行最大功率点搜寻,如果曲线不变的话,会慢慢往最大功率点处移动。此时如果光照迅速持续变强,光伏电池板能量变大,光伏逆变器输出变化追不上光伏电池板的能量变化时,直流功率和直流电压都会变大,此时MPPT会工作在B点。此时,Ub>Ua,dP>0,dU>0。所以dP/dU>0,Uref会递增。而Uref?变大,离最大功率点电压变远。如果光照仍然持续变强,直流功率和直流电压仍会变大,MPPT点会继续移动到C点。Uc>Ub,dP/dU>0,Uref会越来越大,离最大功率点越来越远。
[0054]因此,光照突然变强会导致MPPT算法判断错误,使给定的电压越来越偏离最大功率点电压,从而损失发电量。
[0055]2)光照缓慢持续变强
[0056]如果光照缓慢持续变强时,光伏逆变器输出变化能追上光伏电池板的能量变化。请参考图3,A1,A2为最大功率点附近的扰动点。
[0057]1、如果最大功率点往Al点扰动,即dU>0。光照发生缓慢持续变强,dPXKUref会发生递增。MPPT点由Al移动至BI点,du>0,光照仍然持续缓慢变强,dP>0,Uref会接着发生递增,MPPT由BI移动到Cl点。这种情况下,给定电压持续变大,使得工作电压将向右偏离最大功率点。
[0058]2、如果最大功率点往A2点扰动,S卩dU〈0,光照发生缓慢持续变强,dP>0 Wref会发生递交减。MPPT点由A2移动至B2点,du〈0,光照仍然持续缓慢变强,dP>0,Uref会接着发生递减,MPPT由B2移动到C2点。这种情况下,给定电压持续变小,使得工作电压将向左偏离最大功率点。
[0059]3)光照持续变弱
[0060]上述I)、2)点都是光照持续变强的情况下,带来的MPPT点偏离的问题。在光照持续变弱时,请参考图4,以A点为例,AA为最大功率点向右扰动的点,此时dU>0,若光照持续变弱,则dP〈0,dP/dU〈0,Uref向左递减。但由于光照变化引起的功率变化,使得dP较大,扰动步长也较大,MPPT工作点由A点移到B点eMPPT工作点由A点移到B点时,dU〈0,若光照持续变弱,则dP〈0,dP/dU>0,Uref向右递增,使得dP较大,扰动步长也较大,MPPT工作点由B点移到C点。虽然在光照持续变弱时,没有像光照持续变强时那样使得给定电压一直偏离最大功率点,但也会出现在最大功率点附近晃动的问题。
[0061 ]综上可知,当多出现多云天气等光照变化的情况时,MPPT将会发生错误判断,导致给定电压偏离最大功率点。而本申请实施例提供的光伏逆变器及其最大功率点跟踪方法和装置,通过对最大功率点跟踪方法进行改进,
[0062]解决了光伏逆变器工作在光照变化大等环境下,最大功率点跟踪产生错误,给定电压偏离最大功率点,使得光伏逆变器无法工作在最大功率点处的问题。
[0063]本申请实施例首先提供了一种光伏逆变器,请参考图5,为光伏逆变器电力系统的连接示意图。光伏电池板AOl接收太阳能,并转化成直流电输入到光伏逆变器A02进行处理。光伏逆变器A02将直流电转换成负载A03使用的交流电,并将其输出到负载A03。
[0064]光伏逆变器A02包括MPPT装置,用于实现最大功率点跟踪。本申请实施例提供的光伏逆变器,为了适应光照变化大的环境,对MPPT装置进行了改进。
[0065]下面通过【具体实施方式】结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0066]实施例一
[0067]请参考图6,本实施例提供了一种光伏逆变器的MPPT方法,包括下面步骤:
[0068]步骤2.1:检测当前的直流电压U(K)和直流电流I (K),K表示第K次检测。
[0069]步骤2.2:根据直流电压和直流电流计算当前直流电压U(K)与上一次直流电压U(K-1)的差值,得到当前直流电压的变化dU(K);计算当前直流电流I(K)与上一次直流电流I(K-1)的差值,得到当前直流电流的变化dI(K);以及计算直流电压和直流电流计算当前工作功率dP(K)与前一次工作功率dP(K-l)之差,得到当前工作功率的变化dP(K)。
[0070]具体的,在知道1](10和1(10的前提下,可知?(10=1](10*1(10,并且:(11](10=1](10-U(K-1 ),dP(K) =P(K)-P(K-1),dl(K) = I(K)-1(K-1) O
[0071 ] 步骤2.3:判断dU(K)是否小于第一预设值ε I,如果是,则转到步骤2.4;如果否,则转到步骤2.6。第一预设值ε?可以根据实际需求设置。
[0072]步骤2.4:进一步判断dP(K)是否小于第二预设值ε2,如果是,则转到步骤2.5;如果否,则转到步骤2.6。第二预设值ε2可以根据实际需求设置。
[0073]若dU的绝对值或dP的绝对值小于一定值,即在最大功率点处稳定时,扰动步长应该设置为0,以使得给定电压不变,防止其在最大功率点出现晃动。因此,在步骤2.4判断到dP (K)小于第二预设值ε 2时,转到步骤2.5。
[0074]步骤2.5:将当前的扰动步长Δ U设为O,以保持给定电压Uref不变。
[0075]步骤2.6:判断dU(K)与dl(K)的正负符号是否相同,如果是,则转到步骤2.5;如果否,则转到步骤2.7。
[0076]具体的,判断dU(K)与dl(K)的正负符号是否相同时,可以通过判断dI(K)/dU(K)的值是否大于O来确定。当然,在其它实施例中,也可以通过判断dl (K)*dU(K)的值是否大于O来确定。
[0077]步骤2.7:按预设规则计算得到新的扰动步长Δ U。
[0078]本实施例中,按预设规则计算得到新的扰动步长时,采用下面公式:
[0079 ] AU = k*dP/dU
[0080]其中,k为预设的比例参数。
[0081 ]当然,在其它实施例中,扰动步长Δ U也可以通过其他规则确定。
[0082]步骤2.8:将下一次给定电压设置为当前给定电压与计算得到的新的扰动步长的和,即令 Uref = Uref+AU。当然,此时,可以直接令 P(K-1)=P(K),U(K-1)=U(K),I(K-1) = I(K),dI(K-l)=dI(K),并保存这些数值,以用于下一次计算。
[0083]本实施例中,在步骤2.6中,通过判断dU(K)与dl(K)的正负符号是否相同,来判断功率变化是否为光照变化引起的。当判断到d U (K)与d I (K)的正负符号相同时,即电流变化方向与电压变化方向相同时,为光照变化引起的功率变化,此时设置扰动步长为O。若dU的绝对值或dP的绝对值任一个大于一定值,并判断dl/du>0,即判断光伏电池板的P/V特性曲线是否在变化,光照是否在变化。如果dI/dU>0,说明光照发生变化,扰动步长AU设置为0,给定电压Uref保持不变,等待下次光照稳定后再进行搜寻。
[0084]下面为本实施例提供的光伏逆变器的MPPT方法解决光伏逆变器工作在光照变化大等环境下,最大功率点跟踪产生错误,使得光伏逆变器无法工作在最大功率点处的问题的原理:
[0085]请参考图7,为光伏电池板的P/V特性曲线和I/V特性曲线。由图可知,如果光照稳定
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