本发明专利技术公开了一种光伏DMPPT系统最大功率跟踪区域的优化设计方法，基于不同组成结构的DMPPT光伏系统，分析了其整体的输出特性，提出了用于衡量光伏DMPPT系统在不同光照条件下是否总是可以保证最大功率输出的判据，并研究了最大功率区域的范围与光照条件系数、光伏板额定输出功率、光伏电池串(组)中的模块数、光伏优化模块的限压值和限流值参数之间的关系。在满足该判据时，在不同的光照条件下每块光伏板都可以工作在各自的最大功率点。通过选择和设计以上参数，可以扩大光伏DMPPT系统最大功率输出的范围，从而有效地提高了光伏阵列在失配条件下的电产率，并且适用于高电压母线系统。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】一种光伏DMPPT系统最大功率跟踪区域的优化设计方法
本专利技术属于太阳能光伏发电研究领域，特别涉及一种光伏DMPPT系统最大功率跟 踪区域的优化设计方法。 【
技术介绍
】 太阳能发电作为清洁能源供能的主要方法，其自身具有能源总量巨大，清洁无污 染以及地理上不受限制等优势，同时，太阳能发电系统安全稳定，易于实施和维护。近十几 年里，在工业界和学术界的努力推广下，光伏发电的效率显著提高，成本不断降低，从而使 得整个产业链快速成长，成为全球增速最快的高新技术产业之一，太阳能发电也逐渐由补 充能源转变为了可替代能源。然而，在实际的光伏系统应用环境中，周围物体阴影的遮挡和 太阳能板的具体安装朝向不同会导致光伏系统电产率严重下降（10-20% )，上述问题通常 被称为光伏系统的失配问题。失配问题会导致光伏阵列整体的输出静态特性曲线呈现出 "多个最大功率点（Multiple Maximum Power Point，MMPP) "的现象，对传统集中式最大功 率跟踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT)控制算法也提出了挑战。即便采用某种复 杂先进的算法，可以找到多个最大功率点中的全局最高点，整个系统仍旧无法保证所有光 伏板都工作在自身的最大功率点。因此传统光伏系统对光伏组件的电气参数和运行环境的 一致性要求高，日常系统维护和清理较为麻烦，人工成本高昂，限制了光伏产业的进一步发 展。 为了解决这一问题，在传统光伏系统中引入了光伏优化模块，构成了基于DMPPT 的光伏系统。分布式最大功率跟踪（Distributed Maximum Power Point Tracking，DMPPT) 的概念是将一个DC-DC变换器与一块标准光伏板相连构成一个模块（称之为"光伏优化模 块"），再以该模块为基本单元进行串并联构成一个光伏阵列。通过引入光伏优化模块：缓 解了传统光伏系统因为失配现象引发的能量损失，提高了光伏系统电产率，缩短了光伏系 统投资回报周期；扩大了光伏系统的最大功率区域，解决了失配情况下系统多个最大功率 点的问题；对于DMPPT光伏系统，后级并网变流器仍然需要最大功率跟踪的功能，但是由于 引入DMPPT，后级的最大功率跟踪算法更为简单和快速；光伏系统的设计和安装更为灵活， 简单，对于光照区域的利用率也大大提高。然而在某些失配条件下，即使采用DMPPT，也无法 确保每块光伏板输出自身的最大功率。如何衡量分布式光伏系统在不同光照条件下是否总 是可以保证最大功率输出以及如何扩大其最大功率输出的范围成为亟需解决的问题。 【
技术实现思路
】 本专利技术基于分布式光伏发电系统，分析了不同组成结构的DMPPT光伏系统的整体 输出特性，提出了一种光伏DMPPT系统最大功率跟踪区域的优化设计方法，用于衡量光伏 DMPPT系统在不同光照条件下是否总是可以保证最大功率输出，并研究了最大功率区域的 范围与光照条件系数、光伏板额定输出功率、光伏电池串（组）中的模块数、光伏优化模块 的限压值和限流值等参数之间的关系；在判断光伏DMPPT系统在不同光照条件下不能总是 保证最大功率输出时，调整其参数设置，保证其在不同光照条件下是否总是可以保证最大 功率输出。 本专利技术采用如下技术方案： -种光伏DMPPT系统最大功率跟踪区域的优化设计方法，所述光伏DMPPT系统由 若干组基于DMPPT结构的光伏电池串并联而成，每组光伏电池串由η个光伏优化模块串联 而成；所述判别方法包括：采集光伏优化模块本身的电流限流值Ilinilt、光伏优化模块本身 的限压值Vlinilt和光伏优化模块中光伏板的额定输出功率P s;然后判断下式是否成立： Iiin lt * Viin lt^ η · P s 如果公式成立，那么该光伏DMPPT系统在任何光照条件下都能够让所有光伏板工 作在各自的最大功率点；如果公式不成立，那么该光伏DMPPT系统在任何光照条件下都不 能让所有光伏板工作在各自的最大功率点。 进一步的，如果公式不成立，通过调整每组光伏电池串中光伏优化模块的数量η、 光伏优化模块本身的电流限流值Ilinilt、光伏优化模块本身的限压值Vlinilt和光伏优化模块 中光伏板的额定输出功率Ps中的一个或多个，使公式成立。 -种光伏DMPPT系统最大功率跟踪区域的优化设计方法，所述光伏DMPPT系统由 若干组基于DMPPT结构的光伏电池组串联而成，每组光伏电池组由m个光伏优化模块并联 而成；所述判别方法包括：采集光伏优化模块本身的电流限流值Ilinilt、光伏优化模块本身 的限压值Vlinilt和光伏优化模块中光伏板的额定输出功率P s;然后判断下式是否成立： Inm lt * Vlin lt^ m · P s 如果公式成立，那么该光伏DMPPT系统在任何光照条件下都能够让所有光伏板工 作在各自的最大功率点；如果公式不成立，那么该光伏DMPPT系统在任何光照条件下都不 能让所有光伏板工作在各自的最大功率点。 进一步的，如果公式不成立，通过调整每组光伏电池组中光伏优化模块的数量m、 光伏优化模块本身的电流限流值Ilinilt、光伏优化模块本身的限压值Vlinilt和光伏优化模块 中光伏板的额定输出功率Ps中的一个或多个，使公式成立。 与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果： 本专利技术公开了一种光伏DMPPT系统最大功率区域的优化设计方法。本专利技术基于不 同组成结构的DMPPT光伏系统，分析了其整体的输出特性，提出了用于衡量光伏DMPPT系统 在不同光照条件下是否总是可以保证最大功率输出的判据，并研究了最大功率区域的范围 与光照条件系数、光伏板额定输出功率、光伏电池串（组）中的模块数、光伏优化模块的限 压值和限流值等参数之间的关系。在满足该判据时，在不同的光照条件下每块光伏板都可 以工作在各自的最大功率点。通过选择和设计以上参数，可以扩大光伏DMPPT系统最大功 率输出的范围，从而有效地提高了光伏阵列在失配条件下的电产率，并且适用于高电压母 线系统。 【【附图说明】】 图I (a)为基于DMPPT的光伏串示意图，图I (b)为基于DMPPT的光伏组示意图。 图2为DMPPT光伏串的输出特性曲线示意图。 图3为DMPPT光伏阵列的P - V特性曲线示意图。 图4为基于DMPPT的光伏阵列结构的比较示意图；其中，图4(a)为先串后并结构； 图4(b)为先并后串结构。 【【具体实施方式】】 (一）基于DMPPT的光伏模块串（组）的输出特性分析和最大功率输出的判定准 则。 将基于DMPPT的光伏模块串联，如图1(a)所示，其输出特性曲线如图2。其中MPL 代表最大功率区域的低压点（Maximum Power Region Lower Point，简记为MPL)，MPH代表 最大功率区域的高压点（Maximum Power Region Higher Point，简记为MPH)。当整个光伏 串的输出电流位于电流限流值Ilinilt时，并且每个模块都处于输出最大功率的条件下，所有 模块的输出电压之和就是VMa: 其中η为基于DMPPT结构的光伏串中的模块数，Pnil为第i块光伏板在当前光照条 件下自身的最大输出功率，Ilinilt为光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光伏DMPPT系统最大功率跟踪区域的优化设计方法，其特征在于：所述光伏DMPPT系统由若干组基于DMPPT结构的光伏电池串并联而成，每组光伏电池串由n个光伏优化模块串联而成；所述判别方法包括：采集光伏优化模块本身的电流限流值Ilimit、光伏优化模块本身的限压值Vlimit和光伏优化模块中光伏板的额定输出功率PS；然后判断下式是否成立：Ｉlimit·Ｖlimit≥n·Ｐs如果公式成立，那么该光伏DMPPT系统在任何光照条件下都能够让所有光伏板工作在各自的最大功率点；如果公式不成立，那么该光伏DMPPT系统在任何光照条件下都不能让所有光伏板工作在各自的最大功率点。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王丰，卓放，朱田华，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。