如曲线11和12所示。由图5容易看出，不管四块 串联光伏组件是否受到遮挡，在每个单峰P-U区间的MPP处引入的步长电压值Δυ(η)为0,在 ΜΡΡ左侧，步长电压值小于0，在ΜΡΡ右侧，步长电压值大于0，距离ΜΡΡ越远，步长电压的值相 对也越大，且在每个单峰P-U区间的0.4倍到0.98倍P-U区间内，步长电压Δ U(n)关于输出电 压U近似一条直线，离MPP越近，步长电压直线特性越好，因此可W通过在每个单峰区间的 0.4倍到0.98倍电压差区间内采样电压电流值，并计算对应时刻的步长电压值Δυ(η)，得到 步长电压Δυ(η)关于输出电压U的直线表达式值为0时串联光伏组件的输出电压化，即得到 每个单峰p-U区间MPP附近电压值，再W化为起始电压Δ U(n)值为步长电压采用增量电导法 即可快速准确跟踪到每个单峰区间的MPP，具体步骤如下：
[0化4] I.在上面步骤中划分的各个单峰P-U区间的[Vi+0.4*(Uoc-Vi)，0.98*U0c]、[0.4* (V广V2)，0.98*Vi ].....[0.4*Vm，0.98*Vm]区间，分别 W0.98*U〇c、0.98*Vi.....0.98*Vm为起 始电压u为步长电压向电压减小方向进行Ξ次电压电流采样，得到采样输出电压值U(1)、U (2)、U(3)和对应时刻的采样输出电流值I(l)、I(2)、I(3)，设步长电压值ΔU(n)关于输出电 压U的直线方程表达式如公式(1)所示，
[0化51
(1)
[0056] 公式（1)的步长电压值Δ U为0时得到，
[0化7]
(2)
[0化引根据公式(2)得到各个单峰P-U区间最大功率点附近对应的电压值Uo;
[0059] II. WUo为起始电压值Δυ(η)的值为步长电压值，在各个单峰P-U区间采用增量电 导法进行最大功率点跟踪(MPPT)，跟踪得到各个单峰P-U区间的最大功率点Plmax。
[0060] III.若检测到所述的旁路二极管均不导通，则划分的单峰P-U区间为[o，u。。]，按照 串联光伏组件受到局部遮挡时在划分的各个单峰P-U区间进行的MPPT步骤得到Plmax;
[0061] 通过W上步骤比较得到的各个单峰P-U区间的Plmax大小即可快速跟踪得到串联光 伏组件的全局最大功率点Pgmax，Pg"ax对应处的输出电压值Um即为串联光伏组件最大功率点 处的输出电压，如果外界环境条件发生变化则重新运行W上步骤即可。
[0062] W上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因 此而理解为对本发明专利范围的限制。由于本发明的范围由所附权利要求书定义，而非由 说明书定义，因此落入权利要求的边界和界限内的所有变化，或运种权利要求边界和界限 的等同方法都被本文权利要求包含。
【主权项】
1. 一种串联光伏组件最大功率点跟踪方法，其特征是串联光伏组件的每个光伏组件两 端反向并联有一个旁路二极管，串联光伏组件在受到局部遮挡时旁路二极管会发生导通， 旁路二极管导通时串联光伏组件输出电压值U D为串联光伏组件输出功率-电压(P-U)曲线 波谷电压值，根据UD把串联光伏组件受到局部遮挡时的多峰P-U曲线划分为多个单峰P-U区 间，在划分的各个单峰P-U区间引入自适应变步长电压公式，如公式（1)所示， ⑴ ，N I 7dU(n+l)=U(n+l)-U(n) (2) dI(n+l) = I(n+l)-I(n) (3) 公式（1)-(3)中，AU(n)表示步长电压，N为正数，表示步长因子，其大小和数量级由实 际情况确定，In表示以e为底的对数，U(n+l)、I(n+l)分别表示当前时刻的采样电压值和采 样电流值dU(n+l)、dI(n+l)分别表示当前时刻采样电压值和采样电流值的导数，U(n)、I(n) 分别表不前一时刻的米样电压值和米样电流值，n=l，2,3.公式（1)的步长电压值在各 个单峰P-U区间的最大功率点处为0，且在划分的各个单峰P-U区间的0.4倍到0.98倍P-U区 间，公式（1)的步长电压值AU(n)关于串联光伏组件输出电压U的曲线可看做一条直线，通 过计算得到直线方程值为〇时串联光伏组件的输出电压值Uo,以U Q为起始电压值公式（1)的 值为步长电压值，在各个P-U单峰区间采用增量电导法进行最大功率点跟踪(MPPT)，最终得 到全局最大功率点P gmajPPgmax&的工作电压值Um;串联光伏组件不受局部遮挡时旁路二极 管不导通，P-U曲线只有一个单峰区间，根据所述串联光伏组件受到局部遮挡时在划分的单 峰P-U区间的MPPT方法得到P gmajPUm;在具体操作时包括以下步骤： I. 在控制器设定光伏组件两端反向并联的旁路二极管导通电压阈值Uref; II. 以串联光伏组件的开路电压U。。为起始电压，以小步长电压u为步长电压，在[0，U。。] 区间进行快速全局电压扫描，同时检测每个旁路二极管两端输出电压Ud; III. 检测到Uref = Ud时所述旁路二极管导通，在控制器采样存储整个串联光伏组件的输 出电压值，依次记为VhVs，...，Vm，其中m不大于整个串联光伏组件中所有反向并联的旁路 二极管个数减1; IV. 根据所述电压值...，vm，在串联光伏组件P-U曲线的[o，u。。]区间划分P-U单峰 区间依次为％，^]，^，％]，…，…，^]; V. 在所述划分的各个单峰P-U区间引入自适应变步长电压公式（1)，在所述划分的各个 P-U单峰区间的0 · 4倍到0 · 98倍P-U区间[Vi+O · 4* (Uoc-Vi)，0 · 98*U。。]、[0 · 4*(VrV2)，0 · 98* Vi].....[0 ·4*Vm，0 · 98*Vm]，分别以0 · 98和。。、0 · 98#:.....0 · 98*Vm为起始电压u为步长电 压向电压减小方向进行三次电压电流采样，得到采样输出电压值U (1 )、U (2 )、U (3)和对应时 刻的采样输出电流值1(1)、1(2)、1(3)，结合公式（1)-(3)，计算得到公式（1)的步长电压值 关于串联光伏组件输出电压U的直线方程表达式为0时的电压值U Q，如公式(4)所示，(4) VI. 在所述划分的各个单峰P-U区间以UQ为起始电压以公式（1)的值为步长电压值采用 增量电导法进行MPPT，跟踪得到各个单峰P-U区间的最大功率点P lmax，取各个Plmax*的最大 值作为到全局最大功率点Pgmax; VII. 若检测到所述的旁路二极管均不导通，则所述划分的单峰P-U区间为[o，u。。]，按照 所述的串联光伏组件受到局部遮挡时在划分的各个单峰P-U区间进行的MPPT步骤得到 P gmax ； VIII. 在控制器设置pgmax对应的输出电压Um为串联光伏组件的工作电压值。2.根据权利要求1所述的串联光伏组件最大功率点跟踪方法，如果外界环境条件发生 变化，则返回权利要求1中步骤π-νπι，重新进行最大功率点跟踪。
【专利摘要】一种串联光伏组件最大功率点跟踪方法，包括：以开路电压为起始电压全局扫描；根据旁路二极管导通时串联光伏组件输出电压把多峰P-U曲线划分为单峰P-U区间；无旁路二极管导通P-U曲线为单峰区间；引入公式ΔU(n)＝N*ln|-dI(n+1)/dU(n+1)/[I(n+1)/U(n+1)]|，在各个单峰的0.4倍到0.98倍P-U区间计算得到ΔU(n)关于串联光伏组件输出电压U的直线方程值为0时电压值U0，以U0为起始电压ΔU(n)为步长电压值采用增量电导法跟踪MPP；通过比较得到全局MPP和工作电压。本发明既能保证串联光伏组件跟踪MPP的快速性和准确性，又能保证减少电路功率震荡和损耗。
【IPC分类】G05F1/67
【公开号】CN105630061
【申请号】CN201610053236
【发明人】卫东, 王央康, 李志勇, 徐创, 陶泽炎, 童鹏, 常亚文, 高志
【申请人】中国计量学院
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月19日