变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法技术

本发明专利技术公开一种变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法

【技术实现步骤摘要】
变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及光伏发电
，特别是涉及一种变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法
、
系统及设备
。

技术介绍

[0002]扰动观察法是实现光伏发电最大功率点跟踪最常用的方法之一
。
通过光伏电池的
P
‑
U
曲线可以知道：随着电压正向增大，功率会呈现先增后减的趋势，那么在这个电压正向增大的过程中，功率必将出现一个顶峰点，这个顶峰点是在这个固定的外部条件下功率数值最大的点，也就是需要研究的最大功率点，这个点所对应的功率也就是在这个固定外部条件下光伏电池的最大功率，对应的电压也就是在这个固定外部条件下光伏电池的最大功率点电压
。
而在实际应用过程中，由于光伏电池所处的外部环境是不断变化的，影响电池输出的光照和温度一直处于动态，所以需要在动态环境中不断跟踪这个最大功率点
。
扰动观察法从最开始的状态开始，每一次都对输入的信号进行调整，不断增加或减少输入信号的值，然后通过判断下一次的输出的变化方向，结合输入的变化方向，得出此时运行的状态，从而判断出下一次改变输入的方向，然后不断循环，最终扰动到最大功率点附近
。
[0003]现有的扰动观察法波动大，通常会在一条曲线上找个基准点，然后在基准点边上再找个新的测试点做比较，根据比较情况寻找下一个测试点，如此循环，直到找到最大点
。
在这个过程中，可固定步长，也可根据实际情况调节步长，调节步长的因子往往是一些经验值，需要长期实验总结出来，受环境影响较大，无法规模化推广
。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法
、
系统及设备
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法，包括：
[0007]采用优选法搜索光伏发电系统的最大功率点；
[0008]采用变步长跟踪方法跟踪所述最大功率点
。
[0009]可选地，采用优选法搜索光伏发电系统的最大功率点，具体包括：
[0010]选定扰动区间；
[0011]在所述扰动区间内，选取第一功率点和第二功率点；所述第一功率点为第一次扰动的功率点；所述第二功率点为第二次扰动的功率点；
[0012]基于第一功率点的功率与第二功率点的功率间的关系调整所述扰动区间；
[0013]将调整后的所述扰动区间作为新的扰动区间，重新选取第一功率点和第二功率点，并返回执行“基于第一功率点的功率与第二功率点的功率间的关系调整所述扰动区间”的步骤，直至调整后的扰动区间小于扰动步长，且最终选取的第一功率点的功率与最终选取的第二功率点的功率间的差值的绝对值小于设定值时，将最终选取的第一功率点的功率
与最终选取的第二功率点的功率中最大的功率值对应的功率点作为所述光伏发电系统的最大功率点
。
[0014]可选地，基于第一功率点的功率与第二功率点的功率间的关系调整所述扰动区间，具体包括：
[0015]当第一功率点的功率小于等于第二功率点的功率时，将所述第一功率点作为扰动区间的最小端点，保留所述扰动区间的最大端点；
[0016]当第一功率点的功率大于第二功率点的功率时，将所述第二功率点作为扰动区间的最大端点，保留所述扰动区间的最小端点
。
[0017]可选地，采用变步长跟踪方法跟踪所述最大功率点，具体包括：
[0018]获取第一功率点的电压和第二功率点的电压，并确定所述第一功率点的电压和所述第二功率点的电压间的差值；
[0019]当所述差值大于设定值时，调整扰动步长；
[0020]基于调整后的扰动步长跟踪所述最大功率点；
[0021]当所述差值小于设定值时，保持扰动步长不变
。
[0022]可选地，扰动步长的调整过程包括：
[0023]当所述第一功率点的功率小于等于所述第二功率点的功率，且所述第二功率点的电压大于所述第一功率点的电压时，减小所述扰动步长；
[0024]当所述第一功率点的功率小于等于所述第二功率点的功率，且所述第二功率点的电压小于等于所述第一功率点的电压时，增大所述扰动步长；
[0025]当所述第一功率点的功率大于所述第二功率点的功率，且所述第二功率点的电压大于所述第一功率点的电压时，增大所述扰动步长；
[0026]当所述第一功率点的功率大于所述第二功率点的功率，且所述第二功率点的电压小于等于所述第一功率点的电压时，减小所述扰动步长
。
[0027]可选地，通过调整开关管导通时间实现扰动步长的调整
。
[0028]一种变步长扰动观测最大功率点跟踪控制系统，用于应用上述提供的变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法；所述系统包括：
[0029]功率点搜索模块，用于采用优选法搜索光伏发电系统的最大功率点；
[0030]功率点跟踪模块，用于采用变步长跟踪方法跟踪所述最大功率点
。
[0031]一种电子设备，包括：
[0032]存储器，用于存储计算机程序；
[0033]处理器，与所述存储器连接，用于调取并执行所述计算机程序，以实施上述提供的变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法
。
[0034]可选地，所述存储器为计算机可读存储介质
。
[0035]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0036]本专利技术通过采用优选法搜索光伏发电系统的最大功率点，并采用变步长跟踪方法跟踪所述最大功率点，能够在不过多依赖经验值的条件下，快速找到最大功率点，减小受外界条件的影响程度，进而便于实现规模化推广
。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0038]图1为本专利技术提供的变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法的流程图；
[0039]图2为本专利技术实施例提供的采用优选法得到的最大功率点示意图；
[0040]图3为本专利技术实施例提供的采用普通二分查找法得到的最大功率点示意图；
[0041]图4为本专利技术实施例提供的黄金比例分割示意图；
[0042]图5为本专利技术实施例提供的优选法在单峰函数中应用优势示意图；
[0043]图6为本专利技术实施例提供的光伏电压
‑
功率曲线图；
[0044]图7为本专利技术实施例提供的优选法流程图；
[0045]图8为本专利技术实施例提供的变步长扰动流程图；
具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法，其特征在于，包括：采用优选法搜索光伏发电系统的最大功率点；采用变步长跟踪方法跟踪所述最大功率点
。2.
根据权利要求1所述的变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法，其特征在于，采用优选法搜索光伏发电系统的最大功率点，具体包括：选定扰动区间；在所述扰动区间内，选取第一功率点和第二功率点；所述第一功率点为第一次扰动的功率点；所述第二功率点为第二次扰动的功率点；基于第一功率点的功率与第二功率点的功率间的关系调整所述扰动区间；将调整后的所述扰动区间作为新的扰动区间，重新选取第一功率点和第二功率点，并返回执行“基于第一功率点的功率与第二功率点的功率间的关系调整所述扰动区间”的步骤，直至调整后的扰动区间小于扰动步长，且最终选取的第一功率点的功率与最终选取的第二功率点的功率间的差值的绝对值小于设定值时，将最终选取的第一功率点的功率与最终选取的第二功率点的功率中最大的功率值对应的功率点作为所述光伏发电系统的最大功率点
。3.
根据权利要求2所述的变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法，其特征在于，基于第一功率点的功率与第二功率点的功率间的关系调整所述扰动区间，具体包括：当第一功率点的功率小于等于第二功率点的功率时，将所述第一功率点作为扰动区间的最小端点，保留所述扰动区间的最大端点；当第一功率点的功率大于第二功率点的功率时，将所述第二功率点作为扰动区间的最大端点，保留所述扰动区间的最小端点
。4.
根据权利要求1所述的变步长扰动观测最大功率点跟踪控制方法，其特征在于，采用变步长跟踪方法跟踪所述最大功率点，具体包括：获取第一功率点的电压和第二功率点的电压，并确定所述第一功率点的电压和所述第二功率点的电压间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊燕子，吴伟，黄毅，
申请(专利权)人：苏州易行电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：