局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法技术

本发明专利技术提出了一种局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法，包括：步骤1，利用双向功率变换器建立局部遮挡条件下多光伏组件效率优化结构网络；步骤2，分析优化结构网络的功率处理策略；步骤3，确定目标函数以及约束条件，建立最优线性模型，在实现各光伏组件功率重分配的基础上，使功率变换器能量损失最小化，提高总体能量效率。

【技术实现步骤摘要】
局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法
本专利技术涉及自动化控制领域，尤其涉及一种局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法。
技术介绍
在实际应用中，一些由于建筑物、污垢、树木等造成局部遮挡的情况是不可避免的，另外，光伏电池工艺上存在的差异，也会造成光伏组件之间不匹配现象发生。国内外研究者已经提出了一些功率补偿器的概念，利用双向直流变换器将未被遮挡的光伏组件产生的能量的一部分转移到被遮挡的光伏组件，补偿了总输出电流，但是大多数研究者所使用的变换器电路体积大、控制方法复杂，并且都存在功耗高、成本高的问题，且都未考虑到最优功率处理的情况，能量损失大，随之效率大大降低。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提出了一种局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法，其关键在于，包括：利用双向功率变换器建立局部遮挡条件下多光伏组件效率优化结构网络，多光伏组件以串联形式连接，其中组件个数为N，且N大于等于2，每个组件连接与之相对应的双向功率变换器，所述功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法，包括：步骤1，利用双向功率变换器建立局部遮挡条件下多光伏组件效率优化结构网络；步骤2，分析效率优化结构网络功率处理策略；步骤3，确定目标函数以及约束条件，建立最优线性模型，在实现各光伏组件功率重分配的基础上，使功率变换器能量损失最小化，提高总体能量效率。

【技术特征摘要】
1.一种局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法，包括：步骤1，利用双向功率变换器建立局部遮挡条件下多光伏组件效率优化结构网络；步骤2，分析效率优化结构网络功率处理策略；步骤3，确定目标函数以及约束条件，建立最优线性模型，在实现各光伏组件功率重分配的基础上，使功率变换器能量损失最小化，提高总体能量效率。2.根据权利要求1所述的局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法，其特征在于，所述步骤1包括：多光伏组件以串联形式连接，其中组件个数为N，且N大于等于2，每个组件连接与之相对应的双向功率变换器，所述功率变换器连接控制器，所述每个光伏组件连接一个功率变换器，所述每个功率变换器连接一个控制器，所述光伏组件、功率变换器和控制器之间一一对应，所述N个光伏组件经对应的功率变换器后并联共用直流能量总线。3.根据权利要求2所述的局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法，其特征在于，所述双向功率变换器包括：双向功率变换器实现能量的双向传输，可为非隔离式和隔离式，所述非隔离式双向功率变换器包括Buck-Boost、Cúk变换器等；所述隔离式双向功率变换器包括Flyback、Forward、Half-Bridge、Push-Pull、Full-Bridge变换器等，且不同形式的隔离式功率变换器可组合成隔离式双向功率变换器。4.根据权利要求2所述的局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法，其特征在于，所述控制器包括：效率提升最优控制器，所述控制器输入为各光伏组件功率、变换器效率等信息，利用所述输入信息建立最优化线性模型，确定目标函数以及相关约束条件，使功率变换器的能量损失最小化，输出作用于功率变换器电子开关。5.根据权利要求1所述的局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法，其特征在于，所述步骤2包括：利用所述效率提升优化结构网络，各双向功率变换器只需处理光伏组件之间一部分不匹配的功率来平衡各组件，提取整个系统的可用功率的工作旨在平衡各光伏组件干路上的电流，未被遮挡的光伏组件向局部被遮挡的光伏组件处补偿能量，即实现光伏组件之间的功率平衡。Pi为通过第i个光伏组件后接双向功率变换器功率流，假设Pi为负，即功率流经由双向功率变换器从光伏组件PVi流向共用直流能量总线，假设Pi为正，即功率流经由双向功率变换器从直流能量总线流向光伏组件PVi；功率流Pi的正负代表功率传输的方向，双向功率流满足平衡条件：式中N为光伏组件个数；Gi为第i块光伏组件在对应光照条件下产生的功率，若第i块光伏组件出现局部遮挡的情况时，其他组件光照正常，则G1＝G2＝L＝Gi-1＝Gi+1＝GN＞Gi,i＝1,2LN，通过功率变换器从正常的光伏组件向遮挡组件补偿电流，目的是匹配各组件的功率使效率提高，即:G1+P1＝G2+P2＝L＝Gi+Pi＝L＝GN+PN,i＝1,2LN，从上式可以看出，功率匹配不只存在一种解决方案。6.根据权利要求1所述的局部遮挡情况下多光伏组件效率提升的最优控制方法，其特征在于，所述步骤3包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌睿，杨常浩，胡青，冯洋飞，王殿，甘坤，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50