一种最大功率点跟踪方法和系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种最大功率点跟踪方法和系统。
【背景技术】
[0002] 在光伏发电系统中，光伏电池是最基本的环节，若要提高整个系统的效率必须要 提高光伏电池的转换效率，使其最大限度地输出功率。然而，光伏电池的电流（I) 一电压 (V)特性是非线性的，它随着外界环境(温度、光照强度）的变化而变化，光伏电池的工作电 压改变时其输出功率也会改变；为了始终能获得最大的输出功率，需要进行最大功率点跟 踪（MPPT)。
[0003] 目前广泛应用的是电压源型逆变器，要实现最大功率追踪控制方法，需要检测电 网电压、输入电流和直流母线电压以及母线电流。直流母线电压传感器和母线电流传感器 检测光伏组件的电压和电流以获得功率及其变化方向；交流电压传感器检测电网电压的角 度，用来提供控制器的参考并抑制电网电压波动的影响；交流电流传感器提供电流反馈信 号，实现过流保护。众多传感器及其信号处理电路带来高成本及复杂性问题。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种最大功率点跟踪方法和系统，以至少 实现低成本、高可靠性、适用于光伏发电的无电流传感器的最大功率点跟踪。
[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0006] -种最大功率点跟踪方法，该方法包括：
[0007] 采样光伏电池的直流母线输出电压u(k-l)，逆变器三相交流电压ua(k-l)、 ub(k_l)、uc(k_l)和逆变器三相输出电流ia(k_l)、ib(k_l)、ic(k_l)，k为大于1的整数；
[0008] 根据所述ua(k_l)、ub(k_l)、uc(k_l)、ia(k_l)、ib(k_l)和ic(k_l)，计算逆变器 输出瞬时功率P(k-l);
[0009] 施加扰动，所述扰动维持第一时间段，经过所述第一时间段后，采样光伏电池的直 流母线输出电压u(k)，逆变器三相交流电压ua(k)、ub(k)、uc(k)和逆变器的三相输出电流ia(k)、ib(k)、ic(k)；
[0010] 根据所述ua(k)、ub(k)、uc(k)、ia(k)、ib(k)和ic(k)，计算逆变器输出瞬时功率 P(k)；
[0011] 计算电压增量u(k)-u(k-1)、以及瞬时功率增量P(k)-P(k-1)，根据增量值判断下 一次施加扰动的方向，并依据所述下一次施加扰动的方向施加所述下一次扰动。
[0012] 该方法进一步包括：根据采样所得逆变器三相交流电压和逆变器三相输出电流， 基于三相电路瞬时无功功率理论，计算所述逆变器输出瞬时功率。
[0013] 所述施加扰动为：控制所述直流母线输出电压增加AV或者减小AV，所述AV为 扰动电压变量。
[0014] 所述根据增量值判断下一次施加扰动的方向包括：判断电压增量U(k)-u(k-l)、 以及瞬时功率增量p(k)-p(k-1)的方向，并根据所述增量的方向判断下一次施加扰动的方 向。
[0015] 所述判断电压增量u(k)-u(k-l)、以及瞬时功率增量P(k)-P(k-1)的方向包括：
[0016]设定两个三值函数：sign(Ap) =sign(P(k)-P(k_l))和sign(Au) =sign(u(k)-u(k_l)),sign(Ap)和sign(Au)取值范围为{+1、-1、0};其中， sign(P(k)-P(k-1))表示功率增量的方向符号，sign(u(k)-u(k-1))表示电压增量的方向 符号；
[0017]当 P(k)_P(k_l)>0,sign(Ap)=sign(P(k)_P(k_l)) =1 ;
[0018] 当 P(k)_P(k_l)〈0,sign(Ap)=sign(P(k)_P(k_l)) =-1;
[0019] 当 P(k)_P(k_l)=0,sign(Ap)=sign(P(k)_P(k_l)) = 0;
[0020] 当 u(k)_u(k_l) >0,sign(Au)=sign(u(k)_u(k_l)) = 1;
[0021] 当 u(k)_u(k_l)〈0,sign(Au)=sign(u(k)_u(k_l)) =-1;
[0022] 当 u(k)_u(k_l)=0,sign(Au)=sign(u(k)_u(k_l)) = 0。
[0023] 所述根据所述增量的方向判断下一次施加扰动的方向包括：
[0024] 当sign(Au) =1，sign(Ap) =1时，所述下一次施加扰动的方向为正扰动；
[0025] 当sign(Au) =1，sign(Ap) =_1时，所述下一次施加扰动的方向为负扰动；
[0026] 当sign(Au) =_1，sign(Ap) =1时，所述下一次施加扰动的方向为负扰动；
[0027] 当sign(Au) =_1，sign(Ap) =_1时，所述下一次施加扰动的方向为正扰动；
[0028] 当sign(Au) =1，sign(Ap)=0时，所述下一次施加扰动的方向为不扰动；
[0029] 当sign(Au) =_1，sign(Ap)=0时，所述下一次施加扰动的方向为不扰动；
[0030] 当sign(Au)=0,sign(Ap) =1时，所述下一次施加扰动的方向为正扰动；
[0031] 当sign(Au)=0,sign(Ap) =_1时，所述下一次施加扰动的方向为负扰动；
[0032] 当sign(Au)=0，sign(Ap)=0时，所述下一次施加扰动的方向为正扰动或者 负扰动；
[0033] 其中，所述正扰动为控制所述直流母线输出电压增加AV，AV>0，
[0034] 所述负扰动为控制所述直流母线输出电压减小AV，AV>0
[0035] 所述不扰动为控制直流母线输出电压增加AV=0。
[0036] 一种最大功率点跟踪系统，该系统包括：
[0037] 采样模块，用于采样光伏电池的直流母线输出电压u(k-1)，逆变器三相交流电压 ua(k-l)、ub(k-1)、uc(k-1)和逆变器三相输出电流ia(k-l)、ib(k-1)、ic(k-1)，k为大于 1 的整数；
[0038]计算模块，用于根据所述ua(k-1)、ub(k-1)、uc(k-1)、ia(k-1)、ib(k-1)和 ic(k-1)，计算逆变器输出瞬时功率P(k-1);
[0039] 加扰模块，用于施加扰动，所述扰动维持第一时间段，经过所述第一时间段后，通 知所述采样模块；
[0040] 所述采样模块还用于，根据所述加扰模块的通知，采样施加扰动维持所述第一时 间段后，光伏电池的直流母线输出电压u(k)，逆变器三相交流电压ua(k)、ub(k)、uc(k)和 逆变器的三相输出电流ia(k)、ib(k)、ic(k);
[0041]所述计算模块还用于，根据所述ua(k)、ub(k)、uc(k)、ia(k)、ib(k)和ic(k)， 计算逆变器输出瞬时功率p(k)，并计算电压增量U(k)-U(k-1)、以及瞬时功率增量P(k)-P(k-1)；
[0042] 所述加扰模块还用于，根据增量值判断下一次施加扰动的方向，并依据所述下一 次施加扰动的方向施加所述下一次扰动。
[0043] 所述计算模块进一步用于，根据采样所得逆变器三相交流电压和逆变器三相输出 电流，基于三相电路瞬时无功功率理论，计算所述逆变器输出瞬时功率。
[0044] 所述施加扰动为：控制所述直流母线输出电压增加AV或者减小AV，所述AV为 扰动电压变量。
[0045] 所述根据增量值判断下一次施加扰动的方向包括：判断电压增量u(k)-u(k_l)、 以及瞬时功率增量P(k)_P(k_l)的方向，并根据所述增量的方向判断下一次施加扰动的方 向。
[0046] 本发明提供的一种最大功率点跟踪方法和系统，根据逆变器输出功率包含了光伏 阵列的输出功率的信息，通过三相电路瞬时无功功率理论计算出逆变器的瞬时有功功率， 可以获得光伏阵列输出功率的变化方向，进而实现对光伏阵列的最大功率点跟踪。与传统 的MPPT方法相比，本发明不需要光伏阵列的输出电流传感器，利用光伏逆变器自身的电流 电压反馈量准确的完成最大功率点跟踪，降低了系统的成本，提高了系统的可靠性。
【附图说明】
[0047] 图1为本发明实施例的一种最大功率点跟踪方法的流程图；
[0048] 图2为本发明实施例的光伏发电系统的拓扑结构示意图；
[0049] 图3为本发明实施例中将a、b、c三相坐标系转换为a- 0二相坐标系的示意图；
[0050] 图4为本发明实施例的a- 3坐标系中的电压、电流矢量示意图；
[0051] 图5为本发明实施例的扰动观察法的示意图；
[0052] 图6为本发明实施例的一种最大功率点跟踪系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0053] 下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
[0054] 本发明实施例提供一种最大功率点跟踪方法，该方法适用于图2所示的光伏发电 系统中，如图2所示，该光伏发电系统包括光伏电池和光伏逆变器；所述