一种基于非奇异快速终端滑模控制的光伏系统最大功率点跟踪方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于非奇异快速终端滑模控制的光伏系统最大功率点跟踪方法，属于光伏发电技术领域；本发明专利技术先建立光伏系统中Boost变换器的数学模型，获得光伏系统的状态变量；再通过扰动观测算法搜寻最大功率点处对应的电压，将其作为参考电压；接着计算对光伏输出电压和参考电压之间的跟踪误差e1，并对跟踪误差e1求导，得到辅助跟踪误差e2；然后设计新型非奇异快速终端滑模面，结合等效控制律和指数趋近律，得到开关控制量；最后对控制器进行稳定性分析。本发明专利技术在传统滑模面的基础上做出了改进，避免了终端滑模奇异问题的同时又能实现系统全局快速收敛，从而使系统具有良好的动态性能、稳定性和较强的鲁棒性。稳定性和较强的鲁棒性。稳定性和较强的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非奇异快速终端滑模控制的光伏系统最大功率点跟踪方法


[0001]本专利技术涉及光伏发电
，更具体地说，涉及一种基于非奇异快速终端滑模控制的光伏系统最大功率点跟踪方法。

技术介绍

[0002]能源是人类历史发展过程中必不可少的推动力，随着经济的快速发展，传统能源的短缺使得可再生能源得到了更多人的关注。作为一种重要的、清洁的可再生能源，光伏发电量在电网中的比重日益增加。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电的功率特别依赖于当前环境，其输出特性很大程度上受制于光照强度和光伏阵列的工作温度。为了充分利用太阳能提高光伏系统的发电量，需要光伏系统的输出功率自动跟踪外部光强的变化。因此，学者们提出了最大功率点跟踪(MPPT)技术。
[0003]目前，常用的最大功率点跟踪(MPPT)方法主要包括：开路电压法、扰动观测法(P&O)和电导增量法(INC)等。虽然这些控制方法实现简单，但控制精度低、跟踪速度慢，存在误判和震荡的现象。随着智能控制理论的发展，粒子群优化算法，模糊逻辑控制，神经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非奇异快速终端滑模控制的光伏系统最大功率点跟踪方法，其特征在于，其步骤为：步骤一、建立光伏系统中Boost变换器的数学模型，获得光伏系统的状态变量；步骤二、通过扰动观测算法搜寻最大功率点处对应的电压，将其作为参考电压；步骤三、计算对光伏输出电压和参考电压之间的跟踪误差e1，并对跟踪误差e1求导，得到辅助跟踪误差e2；步骤四、设计新型非奇异快速终端滑模面，结合等效控制律和指数趋近律，得到开关控制量；步骤五、对控制器进行稳定性分析。2.根据权利要求1所述的一种基于非奇异快速终端滑模控制的光伏系统最大功率点跟踪方法，其特征在于：所述的步骤一中，Boost变换器在光伏系统中主要用于光伏电池阻值和负载阻抗之间的匹配，假设Boost变换器工作在电感电流连续模式下，利用状态空间平均法建立变换器的状态方程为：其中，I
pv
为光伏电池输出电流，V
PV
为光伏电池输出电压，I
L
为电感电流，V
o
为输出电压，I
o
为输出电流，C1为输入电容，C2为输出电容，u为控制函数，L为电感；式(2)用状态空间形式表示为：其中，状态变量x＝[x
1 x
2 x3]
T
＝[V
PV I
L V
o
]
T
；；；3.根据权利要求2所述的一种基于非奇异快速终端滑模控制的光伏系统最大功率点跟踪方法，其特征在于：所述的步骤二中，将光伏电池的输出电压和输出电流，作为扰动观测法的输入，对最大功率点进行搜索；搜索过程为，比较此刻的功率值与上一时刻的功率值，若功率值增加，且输出电压相应增大，则说明扰动方向正确；否则为向相反的方向扰动；将扰动后的电压作为光伏电池的下一步参考电压V
ref
。4.根据权利要求3所述的一种基于非奇异快速终端滑模控制的光伏系统最大功率点跟踪方法，其特征在于：所述的步骤三中，为了实现最大功率跟踪，将搜索算法输出电压V
ref
作为参考电压，与光伏电池的输出电压做比较，得到跟踪误差e1，e1＝
‑
C1(x1‑
x
1r
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)式中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑诗程，兰向龙，郎佳红，张为民，方四安，徐磊，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：