光伏并网逆变器的最大功率控制方法技术

本发明专利技术揭示了一种光伏并网逆变器的最大功率控制方法，包括：开启光伏并网逆变器；检测光伏并网逆变器的初始直流母线电压(以后简称端电压或者电压)U0；设定电压增加步长ΔU，以初始端电压U0为起始，每次增加一个电压增加步长ΔU，检测光伏并网逆变器的直流功率(以后简称功率)P，其中功率P是端电压U的函数，P＝f(U)；基于外推迭代确定端电压的单峰区间[Ua，Ub]，在该单峰区间[Ua，Ub]内功率P仅有一个峰值；设定功率精确度ε；基于黄金分割迭代确定在单峰区间[Ua，Ub]内的具有峰值功率P的最优端电压U＊；控制光伏并网逆变器以最优端电压U＊工作。该方法具有响应速度快、精度高、稳定性高的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能光伏发电
，更具体地说，涉及一种应用于光伏发电的。
技术介绍
随着世界能源短缺和环境污染问题的日益严重，能源和环境成为二十一世纪人类所面临的重大基本问题，清洁的可再生能源的发展和应用越来越受到世界各国的广泛关注。近二、三十年来，太阳能光伏(Photovoltaic，PV)发电技术得到了持续的发展，光伏并网发电已经成为利用太阳能的主要方式之一。开展太阳能光伏发电并网逆变系统的研究，对于缓解能源和环境问题，研究高性能分布式发电系统，开拓广阔的光伏发电市场和掌握相关领域的先进技术，具有重大的理论和现实意义。光伏并网系统的控制中，功率环控制是其关键。功率环控制又与最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制互相结合，需要同时兼顾响应速度、最大功率点跟踪精度和母线电压稳定性。对现有算法进行优化，使之满足上述要求是提高系统效率的关键之一。申请号为CN200710098911. 2，题为“一种太阳能光伏电池最大功率点追踪的方法”的专利申请揭示了一种太阳能光伏电池最大功率点追踪的方法，采用一条特定斜率的直线跟踪太阳能电池的最大功率点，运算十分简便，但需要计算不同日照强度下电池的给定电压，在日照强度变化较快时响应较慢，最大功率跟踪的效率低。申请号为CN200610012144. 4，题为“dP/dV_I近线性的光伏发电系统最大功率点跟踪法”的专利申请揭示了一种dP/dV-I近线性的光伏发电系统最大功率点跟踪法，基于光伏阵列的输出功率P对其输出电压V的变化率与光伏阵列负载电流I近似线性关系，通过调节光伏阵列输出电流实时跟踪参考电流实现最大功率输出，但因为参考电流采用线性变化，调节速度较慢。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种能对光伏并网逆变器的功率进行控制的方法。根据本专利技术的一实施例，揭示了一种，包括下述的步骤开启光伏并网逆变器；检测光伏并网逆变器的初始直流母线电压(以后简称端电压或者电压)UO ；设定电压增加步长AU,以初始端电压UO为起始，每次增加一个电压增加步长ΔU，检测光伏并网逆变器的直流功率(以后简称功率)Ρ，其中功率P是端电压U的函数，P=f(U)；基于外推迭代确定端电压的单峰区间，在该单峰区间内功率P仅有一个峰值；3设定功率精确度ε ；基于黄金分割迭代确定在单峰区间内的具有峰值功率P的最优端电压U 控制光伏并网逆变器以最优端电压U *工作。在单峰区间内，在fe至U*的端电压范围内，功率P单调上升，在U*至Wd 的端电压范围内，功率P单调下降。在一个实施例中，该方法还包括设定电压波动阈值，当最优端电压U*的波动超过电压波动阈值时，重新设定初始端电压UO并确定新的最优端电压U*。其中，设定的功率精确度ε > 0，单峰区间中fe < W3 ；基于黄金分割迭代确定在单峰区间内的具有峰值功率P的最优端电压U*包括步骤al，取 U2 = Ua+0. 618 (Ub-Ua)，计算功率 P2 = f(U2)，转到步骤 a2 ；步骤a2，取 Ul = Ua+0. 382 (Ub-Ua)，计算功率 Pl = f (Ul)，转到步骤 a3 ；步骤a3，若I Ub-Ua |彡ε，则取U * = (Ua+Ub) /2，输出U * ；否则转到步骤a4 ；步骤a4，若 Pl > P2，则取 Ub = U2、U2 = U1、P2 = P1，回到步骤 a2 ；若 Pl = P2, 则取 Ua = UUUb = U2，转到步骤 al ；若 Pl < P2，则 Ua = UUUl = U2、P1 = P2，转到步骤 a5 ；步骤a5，取 U2 = Ua+0. 618 (Ub-Ua)，P2 = f (U2)，转到步骤 a3。设定的电压增加步长AU > 0 ；基于外推迭代确定端电压的单峰区间包括步骤b 1，计算 PO = f (UO)；步骤1^2，计算Ul = UO+Δ U，计算Pl = f (Ul)，若Pl彡P0，转到步骤b3，否则转到步骤b5 ；步骤b3，取AU，= 2八仏计算似=肌+八『，计算卩2 = f(U2)，若Pl彡P2，则得到区间为单峰区间；若Pl < P2，则转到步骤b4 ；步骤b4，取 UO = Ul, Ul = U2, PO = PI, Pl = P2，转到步骤 b3 ；步骤b5，取 AU，= 2AU，U2 = UO-Δυ，，计算 P2，若 PO 彡 P2，则得到区间 为单峰区间；若PO < P2，则转到步骤b6 ；步骤b6，取 Ul = U0, UO = U2, Pl = P0, PO = P2，转到步骤 b5。采用本专利技术的技术方案，该具有响应速度快、精度高、稳定性高的优势。附图说明本专利技术上述的以及其他的特征、性质和优点将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显。其中图1揭示了根据本专利技术的一实施例的的流程图。图2揭示了光伏并网逆变器的电路结构。图3揭示了太阳能电池的P-U特性曲线。图4揭示了根据外推迭代确定端电压的单峰区间的运算逻辑。图5揭示了根据黄金分割迭代确定最优端电压的曲线示意图。图6揭示了根据黄金分割迭代确定最优端电压的运算逻辑。具体实施例方式首先参考图2所示，图2揭示了光伏并网逆变器的电路结构。如图2所示的，光伏并网逆变器包括光伏阵列201、直流母线电容C、逆变桥T1-T4、升压变压器T以及滤波电感 Ll组成。光伏并网逆变器的控制策略采用双闭环控制，电网交流电压采样，电流同步，PWM 调制和驱动单元四个部分作为内环控制；输入功率采样和MPPT作为外环控制，保证光伏并网系统工作在最大功率点，实现最大的功率输出。内环控制可采用常用的SPWM调制方式， 外环为功率环，是系统控制的核心。本专利技术即针对该MPPT控制提出一种。参考图1所示，揭示了根据本专利技术的一实施例的的流程图。该方法包括如下的步骤S101.开启光伏并网逆变器。S102.检测光伏并网逆变器的初始直流母线电压(以后简称端电压或者电压)U0。S103.设定电压增加步长Δυ，以初始端电压UO为起始，每次增加一个电压增加步长AU，检测光伏并网逆变器的直流功率(以后简称功率)P，其中功率P是端电压U的函数，P = f (U) OS104.基于外推迭代确定端电压的单峰区间，在该单峰区间内功率P仅有一个峰值。S105.设定功率精确度ε。S106.基于黄金分割迭代确定在单峰区间内的具有峰值功率P的最优端电压U*。S107.控制光伏并网逆变器以最优端电压U*工作。S108.设定电压波动阈值，当最优端电压U*的波动超过电压波动阈值时，重新设定初始端电压UO并确定新的最优端电压U*。在一定的太阳辐照强度和环境温度下，太阳能电池板的输出功率P只与端电压U 有关，即P = f (U)，并且P是U的上单峰函数，当U在区间上取值，P存在极大值。 图3揭示了太阳能电池的P-U特性曲线。揭示了单峰函数的特征。若P = f(u)在区间上是上单峰函数，则意味着在内f(U)有唯一极大值点U *，在U*的左边，即从fe至U*的范围内f(U)严格上升，而在U*的右边，即在U*至 的范围内f(U)严格下降。在单峰区间内，如果任取两点U1、U2，且Ul <U2，计算两点处的函数值f(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹天文，夏伟，柴熠，张扬，李长乐，张瑛，
申请(专利权)人：上海电科电器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：