一种最大功率点跟踪方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种最大功率点跟踪方法，包括：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-1)、ub(k-1)、uc(k-1)和逆变器三相输出电流ia(k-1)、ib(k-1)、ic(k-1)，k为大于1的整数；根据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)；施加扰动，扰动维持第一时间段，经过第一时间段后，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)；根据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)；计算电压增量u(k)-u(k-1)、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，并依据下一次施加扰动的方向施加下一次扰动。通过本发明专利技术，实现了低成本、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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏发电
，尤其涉及一种最大功率点跟踪方法和系统。
技术介绍
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）－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）。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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种最大功率点跟踪方法，该方法包括：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-1)、ub(k-1)、uc(k-1)和逆变器三相输出电流ia(k-1)、ib(k-1)、ic(k-1)，k为大于1的整数；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)；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)；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)；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。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。所述施加扰动为：控制所述直流母线输出电压增加△V或者减小△V，所述△V为扰动电压变量。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-1)、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。所述判断电压增量u(k)-u(k-1)、以及瞬时功率增量P(k)-P(k-1)的方向包括：设定两个三值函数：sign（△p）=sign(P(k)-P(k-1))和sign（△u）=sign(u(k)-u(k-1))，sign（△p）和sign（△u）取值范围为{+1、-1、0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种最大功率点跟踪方法，其特征在于，该方法包括：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‑1)、ub(k‑1)、uc(k‑1)和逆变器三相输出电流ia(k‑1)、ib(k‑1)、ic(k‑1)，k为大于1的整数；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)；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)；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)；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。

【技术特征摘要】
1.一种最大功率点跟踪方法，其特征在于，该方法包括：
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-1)、
ub(k-1)、uc(k-1)和逆变器三相输出电流ia(k-1)、ib(k-1)、ic(k-1)，k为大于1的
整数；
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)；
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)；
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)；
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。
2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：米高祥，郭勇，刘为群，方太勋，李旭，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，常州博瑞电力自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32