MPPT控制方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种MPPT控制方法、系统及存储介质，其中方法包括：S1：采集光伏阵列的当前电压和电流，计算光伏阵列的功率误差和误差变化量；S2：模糊控制模块根据误差和误差变化量，调节PID控制模块的积分系数和微分系数；S3：PID控制模块重新整定比例系数；S4：PID控制模块根据误差和误差变化量，计算Boost升压电路的占空比发送给PWM模块，PWM模块产生相应的脉冲控制信号驱动Boost升压电路；S5：重复S1至S4，直到光伏阵列处于最大功率工作点。上述MPPT控制方法，通过模糊控制算法调节PID控制的积分系数和微分系数，不断根据光伏发电系统的状况自适应调节PID模块的参数，使光伏发电系统可以快速地追踪到最大功率工作点，并提高光伏系统的鲁棒性和自适应性。光伏系统的鲁棒性和自适应性。光伏系统的鲁棒性和自适应性。

【技术实现步骤摘要】
MPPT控制方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及自动控制领域，具体涉及一种MPPT控制方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]随着人类科技的不断发展，人类对能源的需求日益上升。然而，煤炭、石油和天然气等化石能源终究是有限的，必定有消耗完的那一天。如今，为了解决这一能源需求，太阳能、风能、水能和生物质能成为了人们研究的新方向。其中，对太阳能的开发利用是人们研究的重点方向。当今，人们通过将太阳能电池板串并联组成光伏阵列构成光伏发电系统。为了最大化的利用太阳能，人们利用MPPT(Maximumpower point tracking)技术研制MPPT控制器装置。
[0003]现有的MPPT系统控制无法对控制参数进行自适应调整，对环境的变化适应度较差，控制精度还有待提高。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提出一种MPPT控制方法，可以根据环境对控制参数做自适应调整，提高了光伏系统的鲁棒性和自适应性。
[0005]本专利技术的另一目的是提出一种可以实施上述MPPT控制方法的控制系统，以及存储有上述方法实例化的计算机程序的存储介质。
[0006]技术方案：本专利技术所述的MPPT控制方法，包括如下步骤：
[0007]S1：采集光伏阵列的当前电压和电流，计算光伏阵列的功率误差和误差变化量；
[0008]S2：模糊控制模块根据误差和误差变化量，调节PID控制模块的积分系数和微分系数；
[0009]S3：PID控制模块重新整定比例系数；
[0010]S4：PID控制模块根据误差和误差变化量，计算Boost升压电路的占空比发送给PWM模块，PWM模块产生相应的脉冲控制信号驱动Boost升压电路；
[0011]S5：重复S1至S4，直到光伏阵列处于最大功率工作点。
[0012]进一步的，所述S2步骤中的模糊控制模块的输入和输出均分为7个，为{负大NB，负中NM，负小NS，零ZO，正小PS，正中PM，正大PB}，误差和误差变化量的论域均为[
‑
1,1]，积分系数的变化量为[
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0.06,0.06]，微分系数的变化量为[
‑
0.09,0.09]，负大NB和正大PB的隶属度函数为Z型隶属函数，负中NM、负小NS、零ZO、正小PS和正中PM的隶属度函数为三角型隶属函数。
[0013]进一步的，所述S2步骤中，模糊控制模块的推理方法为Mamdani模糊推理法，解模糊方法为加权平均法。
[0014]进一步的，所述S3步骤中，PID控制模块为免疫PID控制模块，免疫PID控制模块的非线性反馈函数通过一二维模糊控制模块逼近，二维模糊控制模块的输入量为当前免疫PID控制模块的输出量和输出量变化量，输出量为非线性反馈值。
[0015]进一步的，所述二维模糊控制模块的输入量均分为两个模糊集，为{负NB，正PB}，输出量分为三个模糊集，为{负NB，零ZO，正PB}，输入量及输出量的论域均为[
‑
1,1]，输入量的隶属度函数均为Z型隶属函数，输出量中负NB和正PB的隶属度函数为Z型隶属函数，零ZO为三角型隶属函数。
[0016]本专利技术所述的MPPT控制系统，包括光伏阵列、Boost升压电路、逆变单元和MPPT控制器，其特征在于，所述MPPT控制器包括模糊控制模块、PID模块和PWM模块，所述模糊控制模块用于根据光伏阵列当前功率误差和误差变化量调节PID模块的积分系数和微分系数，所述PID模块用于根据误差及误差变化量计算输出给Boost升压电路的PWM信号的占空比，所述PWM模块用于根据PID模块计算的占空比，生成PWM控制信号给Boost升压电路。
[0017]进一步的，所述PID模块为免疫PID控制模块。
[0018]进一步的，所述逆变单元包括顺次连接的全桥逆变电路、保护电路及滤波和切换电路，所述全桥逆变电路的输入端连接所述Boost升压电路的输出端，所述滤波和切换电路的输出端连接电网，所述滤波和切换电路的输出端还连接逆变控制器，所述逆变控制器根据所述逆变单元输出到电网的电能控制所述全桥逆变电路。
[0019]本专利技术所述的计算机可读的存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被设置为执行时实现上述MPPT控制方法。
[0020]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：通过模糊控制算法调节PID控制的积分系数和微分系数，同时运用免疫PID算法在线调整比例系数，不断根据光伏发电系统的状况自适应调节PID模块的参数，使光伏发电系统可以快速地追踪到最大功率工作点。不仅提高了光伏系统的鲁棒性和自适应性，并且设计简单，实施成本较低。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例的MPPT控制方法的流程图；
[0022]图2为本专利技术实施例的MPPT系统的框图；
[0023]图3为本专利技术实施例的模糊控制模块输入量的隶属度函数示意图；
[0024]图4为本专利技术实施例的模糊控制模块的积分系数变化量的隶属度函数示意图；
[0025]图5为本专利技术实施例的模糊控制模块的微分系数变化量的隶属度函数示意图；
[0026]图6为本专利技术实施例的免疫PID模块的输入量的隶属度函数示意图；
[0027]图7为本专利技术实施例的免疫PID模块的输出量的隶属度函数示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0029]参照图1，根据本专利技术实施例的MPPT控制方法，包括如下步骤：
[0030]S1：采集光伏阵列的当前电压和电流，计算光伏阵列的功率误差和误差变化量；
[0031]S2：模糊控制模块根据误差和误差变化量，调节PID控制模块的积分系数和微分系数；
[0032]S3：PID控制模块重新整定比例系数；
[0033]S4：PID控制模块根据误差和误差变化量，计算Boost升压电路的占空比发送给PWM模块，PWM模块产生相应的脉冲控制信号驱动Boost升压电路；
[0034]S5：重复S1至S4，直到光伏阵列处于最大功率工作点。
[0035]根据上述技术方案的MPPT控制方法，通过模糊控制模块调节PID模块的积分系数和微分系数，根据光伏发电系统的状况自适应调节PID模块的参数，使光伏发电系统可以更加快速地追踪到最大功率点，提高光伏系统的自适应性和鲁棒性。
[0036]实际中，在步骤S1中，设采集到的光伏阵列当前电压为V(K)，电流为I(K)，当前工作功率为P(K)，误差为E(K)，误差变化量为ΔE(K)，电流差为dI(K)，电压差为dV(K)，电压差为dP(K)。计算公式如下所示：
[0037][0038]在步骤S5中，当dV(K)＝0时，则说明光伏阵列处于最大功率工作点。
[0039]在本实施例中，模糊控制模块为一个二维模糊控制器，以误差E(K)和误差变化量ΔE(K)为输入，输出积分系数KI和微分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MPPT控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：采集光伏阵列的当前电压和电流，计算光伏阵列的功率误差和误差变化量；S2：模糊控制模块根据误差和误差变化量，调节PID控制模块的积分系数和微分系数；S3：PID控制模块重新整定比例系数；S4：PID控制模块根据误差和误差变化量，计算Boost升压电路的占空比发送给PWM模块，PWM模块产生相应的脉冲控制信号驱动Boost升压电路；S5：重复S1至S4，直到光伏阵列处于最大功率工作点。2.根据权利要求1所述的MPPT控制方法，其特征在于，所述S2步骤中的模糊控制模块的输入量和输出量均分为7个模糊集，为{负大NB，负中NM，负小NS，零ZO，正小PS，正中PM，正大PB}，误差和误差变化量的论域均为[
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1,1]，积分系数的变化量为[
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0.06,0.06]，微分系数的变化量为[
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0.09,0.09]，负大NB和正大PB的隶属度函数为Z型隶属函数，负中NM、负小NS、零ZO、正小PS和正中PM的隶属度函数为三角型隶属函数。3.根据权利要求1所述的MPPT控制方法，其特征在于，所述S2步骤中，模糊控制模块的推理方法为Mamdani模糊推理法，解模糊方法为加权平均法。4.根据权利要求1所述的MPPT控制方法，其特征在于，所述S3步骤中，PID控制模块为免疫PID控制模块，免疫PID控制模块的非线性反馈函数通过一二维模糊控制模块逼近，二维模糊控制模块的输入量为当前免疫PID控制模块的输出量和输出量变化量，输...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春平，汤寅琪，林思伟，袁哲，
申请(专利权)人：无锡学院，
类型：发明
国别省市：