一种改进的变步长MPPT控制方法与流程

一种改进的变步长mppt控制方法
技术领域
1.本发明属于光伏技术领域，尤其涉及一种改进的变步长mppt控制方法。


背景技术：

2.随着全球化石能源的不断减少，全球能源危机越来越严重，太阳能因为其清洁无污染，分布广泛且取之不尽、用之不竭的特点，成为能源系统的一个重要补充部分。作为光伏发电系统的基础，光伏电池非常重要。然而，目前的光伏电池不仅造价昂贵，而且输出特性受环境影响较大，为了尽量减少能源损耗，节约成本，提高光伏电池的利用率至关重要。目前常用的提高光伏电池利用率的方法，有利用最大功率点跟踪(maximum power point tracking，mppt)算法、提高光伏材料效率、优化光伏阵列结构及位置等。利用mppt算法是最经济的方式，为了使能源利用率最高，mppt算法已经成为光伏发电系统不可或缺的一部分。
3.传统电导增量法为定步长，跟踪速度和稳态精度间存在矛盾，收敛速度过慢，振荡，稳定性差。基于此，为了既提高跟踪速度，又提高稳态精度，需要一种改进的变步长mppt控制方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种改进的变步长mppt控制方法，为了既提高跟踪速度，又提高稳态精度，提出一种改进型的inc算法，同时为了减小mpp的追踪时间，采用恒定电压启动的方法跳过非mpp区间，该方法可以有效地提高收敛时间，减小mpp附近的振荡。
5.本发明提供了一种改进的变步长mppt控制方法，基于电导增量法中，电导与电导增量之和与最大功率点之间具有潜在的关系，设δd为一个与电导增量之和成比例关系的变量，即：
[0006][0007]
式中，k为步长标号，n为调整步长的比例因子；
[0008]
使mppt按照步长更新规则收敛，变步长规则满足：
[0009][0010]
式中，δd
max
为定步长mppt法最大步长，被作为变步长电导增量mppt算法步长上限；得到满足比例因子的关系式：
[0011][0012]
借由上述方案，通过改进的变步长mppt控制方法，通过变步长电导增量法，其在mpp附近收敛效果较好，提高系统稳态精度，加快跟踪速度。跟踪速度变快，导致振荡减少，提高系统稳态性能。变步长法可以降低光照强度变化时的电压波动。
附图说明
[0013]
图1是dp
pv
/dv
pv
工作点与p
‑
v曲线的关系示意图；
[0014]
图2是定步长电导增量法流程示意图；
[0015]
图3是本发明变步长电导增量法流程示意图。
具体实施方式
[0016]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0017]
现有定步长电导增量法中，电导增量最大功率点跟踪法是根据光伏电池在最大功率点时输出的电导变化量为零的原理提出的，大于零在最大功率点左侧，小于零在最大功率点右侧，如图1所示。因此可以通过p
‑
u特性曲线斜率判断得到最大功率点。
[0018]
定步长电导增量法流程示意图如图2所示。电导增量最大功率跟踪法，通常采用的是固定的迭代步长来改变dc/dc变换器的占空比。电导增量法的步长决定了跟踪最大功率点的速度。可以用加大步长来提高跟踪速度，但系统可能无法在mpp准确运行，并在其周围摆动。因此，固定步骤mppt通常只能取的动态响应和稳态振荡之间的折衷，而且不能达到最优化。为了解决这个问题，本实施例提出了变步长的电导增量mppt算法。
[0019]
参图3所示，本实施实施例提供了一种改进的变步长mppt控制方法，采用变步长电导增量法。
[0020]
电导增量法中，电导与电导增量之和与最大功率点之间具有潜在的关系。设δd是一个与电导增量之和成比例关系的变量，即：
[0021][0022]
式中，k为步长标号，n为调整步长的比例因子。
[0023]
比例因子n实际上决定了mppt算法的性能。为了保证mppt能按照步长更新规则收敛，变步长规则必须满足：
[0024][0025]
式中δd
max
为定步长mppt法最大步长，被作为变步长电导增量mppt算法步长上限。因此，可以得到满足比例因子的关系式。
[0026][0027]
在变步长算法中,光伏输出功率直接控制电源转换器的占空比。
[0028]
该改进的变步长mppt控制方法，通过变步长电导增量法，其在mpp附近收敛效果较好，提高系统稳态精度，加快跟踪速度。跟踪速度变快，导致振荡减少，提高系统稳态性能。变步长法可以降低光照强度变化时的电压波动。
[0029]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种改进的变步长mppt控制方法，其特征在于，包括：基于电导增量法中，电导与电导增量之和与最大功率点之间具有潜在的关系，设δd为一个与电导增量之和成比例关系的变量，即：式中，k为步长标号，n为调整步长的比例因子；使mppt按照步长更新规则收敛，变步长规则满足：式中，δd
max
为定步长mppt法最大步长，被作为变步长电导增量mppt算法步长上限；得到满足比例因子的关系式：

技术总结
本发明涉及一种改进的变步长MPPT控制方法，基于电导增量法中，电导与电导增量之和与最大功率点之间具有潜在的关系，设ΔD为一个与电导增量之和成比例关系的变量；使MPPT按照步长更新规则收敛，满足变步长规则；得到满足比例因子的关系式。本发明通过变步长电导增量法，其在MPP附近收敛效果较好，提高系统稳态精度，加快跟踪速度。跟踪速度变快，导致振荡减少，提高系统稳态性能。变步长法可以降低光照强度变化时的电压波动。强度变化时的电压波动。强度变化时的电压波动。


技术研发人员：张可欣
受保护的技术使用者：大唐东北电力试验研究院有限公司
技术研发日：2021.05.26
技术公布日：2021/9/9