一种光伏电池最大功率点跟踪方法、设备和介质技术

本发明专利技术公开了一种光伏电池最大功率点跟踪方法、设备和介质，方法包括：在光伏电池的伏安特性曲线上，选取第一功率点P1、第二功率点P2和第三功率点P3；计算得到第一调整电压U1，将光伏电池控制运行在U1，测得电流，将实时运行电压电流赋值给第三功率点P3，对各功率点排序，将排序后的坐标值按序重新赋值，若功率差值不小于第一阈值，则循环执行上述步骤，否则结束。本发明专利技术不需要设置固定的搜索步长，速率更快，计算量小，结构简单，不需要进行数据训练和拟合等操作，降低了设备的硬件要求，简化了系统的计算量，提高了经济效率。提高了经济效率。提高了经济效率。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏电池最大功率点跟踪方法、设备和介质


[0001]本专利技术属于光伏发电
，具体涉及一种光伏电池最大功率点跟踪方法、设备和介质。

技术介绍

[0002]光伏电池的输出功率受电压、电流、温度和光照强度等条件的影响。一般来说，光照强度越强，能够输出的最大功率越大；在相同的光照强度下，温度越高，输出电压越低。所以，光伏电池的最大输出功率随着光照强度和温度的变化而变化。如果需要把太阳能尽可能多地转换为电能，对光伏电池的输出电压和电流进行控制，使其始终保持在最大输出功率点运行。可见，光伏电池的最大功率点跟踪对于光伏系统的工作性能尤为重要。
[0003]目前光伏电池最大输出功率跟踪方法主要包括扰动法、代数法和人工智能法等。其中，扰动法是指在光伏电池运行时，加入一个随机扰动，通过比较扰动前后的输出功率，若加入扰动后的输出功率比扰动前的功率小，就向相反的方向进行搜索，反之，则向相同的方向进行搜索。但这种方法的主要缺陷是在扰动过程中输出功率不稳定。其中，代数法是指建立光伏电池的伏安曲线模型，在不同的温度和光照条件下，根据当前运行电压电流在伏安曲线上的位置，计算当前条件下功率最大点的电压电流值，并进行调整。但这种方法的主要缺陷是不能适应光伏电池老化、污秽等影响下，光伏电池参数发生变化时最大输出功率跟踪的需要。其中，人工智能法是指采用神经网络等人工智能技术，通过大规模的数据训练，得到光伏电池在不同条件下的功率输出拟合曲线，进而预测和跟踪最大输出功率点。但这种方法的主要缺陷是对软硬件的要求高，结构复杂，且成本较高。/>
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种光伏电池最大功率点跟踪方法、设备和介质，用于解决现有技术中存在的至少一个技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种光伏电池最大功率点跟踪方法，包括：
[0007]步骤一：在光伏电池的伏安特性曲线上，设分别与纵轴和横轴相交的点为第一功率点P1(u1，i1)和第二功率点P2(u2，i2)，同时设第三功率点P3(u3，i3)的电压电流为零；
[0008]步骤二：根据第一功率点P1(u1，i1)和第二功率点P2(u2，i2)，计算第一调整电压U1，
[0009]步骤三：将光伏电池的当前运行电压控制在第一调整电压U1，测量得到当前运行电流，并将当前运行电压值和电流值作为第三功率点P3(u3，i3)的坐标值；
[0010]步骤四：将功率点P1(u1，i1)、P2(u2，i2)和P3(u3，i3)的坐标按照电压从小到大进行排序，将排序后的坐标按序重新赋给P1(u1，i1)、P2(u2，i2)和P3(u3，i3)，若此时
ε1表示第一阈值，则进入步骤九，否则，进入步骤五；
[0011]步骤五：更新计算第一调整电压U1，若u1＜U1＜u2，则返回至步骤三，否则进入步骤六；
[0012]步骤六：更新计算第一调整电压U1，若u2＜U1＜u3，则将当前第三功率点P3(u3，i3)的坐标值赋给当前第一功率点P1(u1，i1)，并返回至步骤三，否则进入步骤七；
[0013]步骤七：更新计算第一调整电压U1，若则重新计算U1，此时若则重新计算U1，此时将当前第三功率点P3(u3，i3)的坐标值赋给第一功率点P1(u1，i1)，然后返回至步骤三，否则进入步骤八；
[0014]步骤八：更新计算第一调整电压U1，若且则对U1进行纠错计算，此时然后返回至步骤三，否则进入步骤九；
[0015]步骤九：循环执行步骤三至步骤八，直至则停止静态最大功率点跟踪搜索，并将光伏电池当前运行的实时电压值和实时电流值赋予第三功率点P3(u3，i3)。
[0016]在一种可能的设计中，在跟踪搜索到静态最大功率点之后，所述方法还包括：
[0017]步骤十：对光伏电池在参数扰动下的最大功率点进行跟踪搜索。
[0018]在一种可能的设计中，所述光伏电池的输出端并联有电容，所述电容上并联有电流/电压控制器，所述电容和所述电流/电压控制器的同一端之间设有电感。
[0019]在一种可能的设计中，所述步骤三包括：
[0020]使所述电流/电压控制器按照控制电压的方式运行，在运行稳定后，将所述电容上的电压u
c
控制在第一调整电压U1，并测量此时电感上的电流i
L
；
[0021]将电压u
c
和电流i
L
作为第三功率点P3(u3，i3)的坐标值。
[0022]在一种可能的设计中，所述步骤十包括：
[0023]步骤A:若历史最大的第四功率点P4(u4，i4)和当前运行的第六功率点P6(u6，i6)之间的功率差值大于第二阈值σ，则进入步骤B；
[0024]步骤B：若i6>i4，则令第二调整电压U2＝u6+2(u6‑
u4)，若i6＜i4，则令第二调整电压U2＝u6‑
2(u6‑
u4)，并将第六功率点P6(u6，i6)的坐标值赋给第四功率点P4(u4，i4)，同时设第五功率点P5(u5，i5)的电压电流为零；
[0025]步骤C：将光伏电池的当前运行电压控制在第二调整电压U2，测量得到当前运行电流，并将当前运行电压值和电流值作为当前第六功率点P6(u6，i6)的坐标值；
[0026]步骤D：将P6(u6，i6)的坐标值赋给P5(u5，i5)，将功率点P4(u4，i4)和P5(u5，i5)按照电压从小到大排序，并将排序后的坐标按序重新赋给P4(u4，i4)和P5(u5，i5)；
[0027]步骤E：更新计算第二调整电压U2，若U2＜u4，则令U2＝u4‑
(u5‑
u4)，若U2＞u5，则令U2＝u5+(u5‑
u4)；
[0028]步骤F：将光伏电池的当前运行电压控制在第二调整电压U2，测量得到当前运行电流，并将当前运行电压值和电流值作为当前第六功率点P6(u6，i6)的坐标值；
[0029]步骤G：将功率点P4(u4，i4)、P5(u5，i5)和P6(u6，i6)按照电压从小到大排序，并将排序后的坐标按序重新赋给P4(u4，i4)、P5(u5，i5)和P6(u6，i6)，若此时ε2表示第三阈值，则进入步骤L，否则，进入步骤G；
[0030]步骤H：更新计算第二调整电压U2，若u4＜U2＜u5，则返回至步骤F，否则进入步骤I；
[0031]步骤I：更新计算第二调整电压U2，若u5＜U2＜u6，则将当前第六功率点P6(u6，i6)的坐标值赋给当前第四功率点P4(u4，i4)，并返回至步骤F，否则进入步骤J；
[0032]步骤J：更新计算第二调整电压U2，若U2＜u4，则重新计算U2，此时若且U2＞u6，则重新计算U2，此时
将当前第六功率点P6(u6，i6)的坐标值赋给当前第四功率点P4(u4，i4)，然后返回至步骤F，否则进入步骤K；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏电池最大功率点跟踪方法，其特征在于，包括：步骤一：在光伏电池的伏安特性曲线上，设分别与纵轴和横轴相交的点为第一功率点P1(u1，i1)和第二功率点P2(u2，i2)，同时设第三功率点P3(u3，i3)的电压电流为零；步骤二：根据第一功率点P1(u1，i1)和第二功率点P2(u2，i2)，计算第一调整电压U1，步骤三：将光伏电池的当前运行电压控制在第一调整电压U1，测量得到当前运行电流，并将当前运行电压值和电流值作为第三功率点P3(u3，i3)的坐标值；步骤四：将功率点P1(u1，i1)、P2(u2，i2)和P3(u3，i3)的坐标按照电压从小到大进行排序，将排序后的坐标按序重新赋给P1(u1，i1)、P2(u2，i2)和P3(u3，i3)，若此时ε1表示第一阈值，则进入步骤九，否则，进入步骤五；步骤五：更新计算第一调整电压U1，若u1＜U1＜u2，则返回至步骤三，否则进入步骤六；步骤六：更新计算第一调整电压U1，若u2＜U1＜u3，则将当前第三功率点P3(u3，i3)的坐标值赋给当前第一功率点P1(u1，i1)，并返回至步骤三，否则进入步骤七；步骤七：更新计算第一调整电压U1，若且U1＜u1，则重新计算U1，此时若且U1＞u3，则重新计算U1，此时将当前第三功率点P3(u3，i3)的坐标值赋给第一功率点P1(u1，i1)，然后返回至步骤三，否则进入步骤八；步骤八：更新计算第一调整电压U1，若且则对U1进行纠错计算，此时然后返回至步骤三，否则进入步骤九；
步骤九：循环执行步骤三至步骤八，直至则停止静态最大功率点跟踪搜索，并将光伏电池当前运行的实时电压值和实时电流值赋予第三功率点P3(u3，i3)。2.根据权利要求1所述的光伏电池最大功率点跟踪方法，其特征在于，在跟踪搜索到静态最大功率点之后，所述方法还包括：步骤十：对光伏电池在参数扰动下的最大功率点进行跟踪搜索。3.根据权利要求2所述的光伏电池最大功率点跟踪方法，其特征在于，所述光伏电池的输出端并联有电容，所述电容上并联有电流/电压控制器，所述电容和所述电流/电压控制器的同一端之间设有电感。4.根据权利要求3所述的光伏电池最大功率点跟踪方法，其特征在于，所述步骤三包括：使所述电流/电压控制器按照控制电压的方式运行，在运行稳定后，将所述电容上的电压u
c
控制在第一调整电压U1，并测量此时电感上的电流i
L
；将电压u
c
和电流i
L
作为第三功率点P3(u3，i3)的坐标值。5.根据权利要求3所述的光伏电池最大功率点跟踪方法，其特征在于，所述步骤十包括：步骤A:若历史最大的第四功率点P4(u4，i4)和当前运行的第六功率点P6(u6，i6)之间的功率差值大于第二阈值σ，则进入步骤B；步骤B：若i6>i4，则令第二调整电压U2＝u6+2(u6‑
u4)，若i6＜i4，则令第二调整电压U2＝u6‑
2(u6‑
u4)，并将第六功率点P6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张绍全，张雪原，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：