一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法技术

本发明专利技术涉及一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，当光伏电池输出功率较高时采用传统连续工作模式及最大功率点跟踪方法；当光伏电池输出功率较低时采用间歇工作模式，即以设定功率连续工作若干周期，然后停止一段时间给电容储能，同时利用储能周期的电压变化率进行最大功率点跟踪，使光伏电池工作在最大功率点电压。本发明专利技术可以有效解决光照强度较低时传统逆变器效率较低及并网电流谐波较大等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，属于新能源发电控制系统的

技术介绍
微型光伏并网逆变器在每块光伏组件背面安装一个集成各种保护及控制功能的微型逆变器，由微型逆变器将电能变换成交流电后直接并入电网，若干相同模块与电网并联构成光伏并网发电系统。相比于传统的集中式光伏并网发电系统，微型光伏并网逆变器每个模块进行最大功率点跟踪，可以降低组件不匹配或局部阴影造成的功率损耗，提高系统的效率。当环境的光照强度比较低时，光伏电池工作在低功率状态，此时传统微型并网逆变器以小功率连续并网，导致逆变器效率处于低点并且并网电流的谐波比较大，这对整体系统效率非常不利。因此，为了提高微型光伏并网逆变器的综合指标，有必要在光伏电池处于低功率状态时进行一种特殊的控制模式。本专利技术采用高功率时连续工作模式，低功率时间歇工作模式，可以有效解决光照强度较低时逆变器效率较低及并网电流谐波较大的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于光伏微型并网逆变器的最大功率点跟踪方法，当光伏电池输出功率较高时采用传统连续工作模式及最大功率点跟踪方法；当光伏电池输出功率较低时采用间歇工作模式，即以设定功率连续工作若干周期，然后停止一段时间给电容储能，同时利用储能周期的电压变化率进行最大功率点跟踪，使光伏电池工作在最大功率点电压。根据上诉的专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案：一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，其控制步骤如下：(1)运行连续工作模式，进行最大功率点跟踪控制；(2)采样光伏电池电流ipv和电压upv，计算光伏电池功率Ppv＝upv*ipv；(3)比较Ppv和功率阈值Pset的大小，如果Ppv＞Pset，则执行步骤(1)，否则执行步骤(4)，其中Pset根据逆变器额定功率设定，一般取值为额定功率的30％；(4)计算间歇工作模式下的并网周期Non和储能周期Noff，运行间歇工作模式；(5)若当前为并网周期，则执行间歇工作模式下的并网周期；否则执行步骤(6)；(6)采样t1、t2、t3时刻逆变器输入电容端电压u1、u2和u3，分别计算储能周期内前半段时间(t1，t2)和后半段时间(t2，t3)的输入能量W1和W2；(7)根据W1和W2进行间歇工作模式时的最大功率点跟踪计算，获得最大功率点参考电压uref；(8)控制并网逆变器功率，使光伏电池电压upv等于最大功率点参考电压uref。-->上述的一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，所述的步骤(1)中连续工作模式时的最大功率点跟踪方法采用恒定电压法、或扰动观测法、或导纳增量法、或滞环比较法、或间歇扫描法、或最优梯度法、或模糊控制法、或神经网络预测法。上述的一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，所述的步骤(4)中并网周期Non和储能周期Noff为电网周期的整数倍，一般以电网过零点为起始时刻，并且根据光伏电池功率Ppv计算得到：当Ppv＜Pset/2时，Non＝1，Noff＝Pset/Ppv-1，并取整数；当Pset＞Ppv＞Pset/2时，Noff＝1，Non＝Ppv/(Pset-Ppv)，并取整数。所述的间歇工作模式为逆变器以设定功率连续并网工作Non周期，此周期为并网周期，然后逆变器停止Noff周期，此周期为储能周期。上述的一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，所述的步骤(6)中的t1、t2、t3分别为储能周期开始时刻、储能周期中间时刻和储能周期结束时刻。所述的W1=12*Ccap*(u22-u12),]]>W2=12*Ccap*(u32-u22).]]>上述的一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，所述的步骤(7)中最大功率点参考电压uref由W2和W1的差值经PID调节器调节得到。上述的一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，所述的步骤(8)通过调节逆变器的并网电流，使光伏电池电压upv接近最大功率点参考电压uref：当upv＜uref时，减小并网电流；当upv＞uref时，增大并网电流。本专利技术具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本专利技术在光伏电池输出功率较低时采用间歇工作模式，即储能几个电网周期再并网工作几个电网周期，并且按照光伏电池的实际功率灵活的调整间歇工作模式下储能和并网的周期数，同时利用储能周期电容电压的变化率进行最大功率点跟踪，可以减小光伏电池电压波动，确保光伏电池始终工作在最大功率点电压。本专利技术可以在光伏电池低功率状态下有效地提高系统效率，改善系统的谐波，提高系统的整体指标。附图说明图1是本专利技术的光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法。图2是间歇工作模式下储能周期电压u1，u2和u3采样示意图。图3是光伏电池电压-功率曲线图。图4是光伏电池功率曲线在不同状态下的示意图。图5是间歇工作模式最大功率点跟踪和并网功率调节控制器。具体实施方式本专利技术的优选实施例结合附图详述如下：光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，其控制步骤如下：(1)运行连续工作模式，进行最大功率点跟踪控制；(2)采样光伏电池电流ipv和电压upv，计算光伏电池功率Ppv＝upv*ipv；(3)比较Ppv和功率阈值Pset的大小，如果Ppv＞Pset，则执行步骤(1)，否则执行步骤(4)，其中Pset根据逆变器额定功率设定，一般取值为额定功率的30％；-->(4)计算间歇工作模式下的并网周期Non和储能周期Noff，运行间歇工作模式；(5)若当前为并网周期，则执行间歇工作模式下的并网周期；否则执行步骤(6)；(6)采样t1、t2、t3时刻逆变器输入电容端电压u1、u2和u3，分别计算储能周期内前半段时间(t1，t2)和后半段时间(t2，t3)的输入能量W1和W2；(7)根据W1和W2进行间歇工作模式时的最大功率点跟踪计算，获得最大功率点参考电压uref；(8)控制并网逆变器功率，使光伏电池电压upv等于最大功率点参考电压uref。上述的一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，所述的步骤(1)中连续工作模式时的最大功率点跟踪方法采用恒定电压法、或扰动观测法、或导纳增量法、或滞环比较法、或间歇扫描法、或最优梯度法、或模糊控制法、或神经网络预测法。上述的一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，所述的步骤(4)中并网周期Non和储能周期Noff为电网周期的整数倍，一般以电网过零点为起始时刻，并且根据光伏电池功率Ppv计算得到：当Ppv＜Pset/2时，Non＝1，Noff＝Pset/Ppv-1，并取整数；当Pset＞Ppv＞Pset/2时，Noff＝1，Non＝Ppv/(Pset-Ppv)，并取整数。所述的间歇工作模式为逆变器以设定功率连续并网工作Non周期，此周期为并网周期，然后逆变器停止Noff周期，此周期为储能周期。上述的一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，所述的步骤(6)中的t1、t2、t3分别为储能周期开始时刻、储能周期中间时刻和储能周期结束时刻。所述的W1=12*Ccap*(u22-u12),]]>W2=12*Ccap*(u32-u22).]]>上述的一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，所述的步骤(7)中最大功率点参考电压uref由W2和W1的差值经PID调节器调节得到。应当理解的是，对本专利技术所在领域的普通技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，其特征在于，其控制步骤如下：（１）运行连续工作模式，进行最大功率点跟踪控制；（２）采样光伏电池电流ｉｐｖ和电压ｕｐｖ，计算光伏电池功率Ｐｐｖ＝ｕｐｖ＊ｉｐｖ；（３）比较Ｐｐｖ和功率阈值Ｐｓｅｔ的大小，如果Ｐｐｖ＞Ｐｓｅｔ，则执行步骤（１），否则执行步骤（４），其中Ｐｓｅｔ根据逆变器额定功率设定，一般取值为额定功率的３０％；（４）计算间歇工作模式下的并网周期Ｎｏｎ和储能周期Ｎｏｆｆ，运行间歇工作模式；（５）若当前为并网周期，则执行间歇工作模式下的并网周期，否则执行步骤（６）；（６）采样ｔ１、ｔ２、ｔ３时刻逆变器输入电容端电压ｕ１、ｕ２和ｕ３，分别计算储能周期内前半段时间（ｔ１，ｔ２）和后半段时间（ｔ２，ｔ３）的输入能量Ｗ１和Ｗ２；（７）根据Ｗ１和Ｗ２进行间歇工作模式时的最大功率点跟踪计算，获得最大功率点参考电压ｕｒｅｆ；（８）控制并网逆变器功率，使光伏电池电压ｕｐｖ等于最大功率点参考电压ｕｒｅｆ。

【技术特征摘要】
1.一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，其特征在于，其控制步骤如下：(1)运行连续工作模式，进行最大功率点跟踪控制；(2)采样光伏电池电流ipv和电压upv，计算光伏电池功率Ppv＝upv*ipv；(3)比较Ppv和功率阈值Pset的大小，如果Ppv＞Pset，则执行步骤(1)，否则执行步骤(4)，其中Pset根据逆变器额定功率设定，一般取值为额定功率的30％；(4)计算间歇工作模式下的并网周期Non和储能周期Noff，运行间歇工作模式；(5)若当前为并网周期，则执行间歇工作模式下的并网周期，否则执行步骤(6)；(6)采样t1、t2、t3时刻逆变器输入电容端电压u1、u2和u3，分别计算储能周期内前半段时间(t1，t2)和后半段时间(t2，t3)的输入能量W1和W2；(7)根据W1和W2进行间歇工作模式时的最大功率点跟踪计算，获得最大功率点参考电压uref；(8)控制并网逆变器功率，使光伏电池电压upv等于最大功率点参考电压uref。2.根据权利要求1所述的一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法，其特征在于，所述的步骤(1)中连续工作模式时的最大功率点跟踪方法采用恒定电压法、或扰动观测法、或导纳增量法、或滞环比较法、或间歇扫描法、或最优梯度法、或模糊控制法、或神经网络预测法。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建明，杨宇，吴春华，
申请(专利权)人：上海岩芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]