CN106200752B - 一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制*** - Google Patents

一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制*** Download PDF

Info

Publication number
CN106200752B
CN106200752B CN201510228788.6A CN201510228788A CN106200752B CN 106200752 B CN106200752 B CN 106200752B CN 201510228788 A CN201510228788 A CN 201510228788A CN 106200752 B CN106200752 B CN 106200752B
Authority
CN
China
Prior art keywords
photovoltaic array
voltage
maximum power
global maximum
max
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510228788.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106200752A (zh
Inventor
朱晓荣
刘世鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Electric Power University
Original Assignee
North China Electric Power University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Electric Power University filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN201510228788.6A priority Critical patent/CN106200752B/zh
Publication of CN106200752A publication Critical patent/CN106200752A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106200752B publication Critical patent/CN106200752B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***，首先对光伏阵列的输出功率曲线进行扫描，记录全局最大功率点，在该过程中引入了滑模控制，大大减小了扫描时间；然后采用滑模最大功率跟踪方法将光伏阵列的运行点迅速稳定于最大功率点，减小了稳态运行时的功率波动。此外，提出了一种新的开路电压检测方法，可以与功率扫描同时进行，并不需要占用额外的时间。该控制***可以在局部阴影条件下实现光伏阵列的最大功率追踪。不仅具有良好的动态响应性能，而且减小了整个追踪过程中的功率损失，提高了整个光伏发电***的效率。

Description

一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***
技术领域
本发明涉及光伏控制领域，具体是一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***。
背景技术
光伏发电技术因其清洁、使用方便等优点而受到了广泛的关注。但是光伏发电也存在效率低下的缺点，阻碍了其发展。目前，MPPT控制是提高光伏发电效率的基本措施之一。常规的扰动观测法、电导增量法等在均匀光照时能追踪到光伏阵列的最大功率点。但是，由于外部环境的变化导致光伏阵列出现局部阴影，使得光伏阵列的输出曲线呈现多峰值特性。此时，常规的MPPT控制容易陷入局部最大功率点(local maximum power point,LMPP)而非全局最大功率点(global maximum powerpoint,GMPP)，严重影响了光伏发电***的效率。
目前，针对局部阴影条件下光伏阵列的多峰值最大功率跟踪问题，国内外学者提出了许多方法。Patel，H，Agarwal，V指出了光伏阵列的功率极值点在全局最大功率点两侧单调递减的特点，并提出了相应的MPPT算法，但该方法仅适用于简单光照的情况，在复杂光照下，该方法并不适用。齐军指出在光伏阵列的输出特性曲线上，全局最大功率点所在的区间往往包含Upv/Ipv＝Uoc/Isc这一点，其中Uoc和Isc分别为光伏阵列的开路电压和短路电流，该方法需要精确测量光伏阵列的开路电压和短路电流。陈凯根据光伏阵列中每个光伏组件的输出电压判断阴影是否发生以及全局最大功率点的位置，该方法需要测量每个光伏组件的输出电压，增加了***成本。B.N.Alajmi,K.H.Ahmed,S.J.Finney,B.W.Williams采用模糊控制实现光伏阵列的最大功率点跟踪，还有部分学者分别提出了基于粒子群算法和人工神经网络算法的全局MPPT控制策略。这些智能算法普遍具有控制复杂，效率低下等缺点。还有学者提出了均匀光照下基于滑模控制的MPPT控制策略，该方法对光照和负载的变化具有较强的鲁棒性。但是未见滑模控制在局部阴影条件下的MPPT控制中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***，步骤如下：
(1)设定初始电压参考值Uref为0；
(2)将光伏阵列的输出电压Upv以一定的步长逐渐升高，实时电压参考值Uref(k)＝Uref(k-1)+ΔU，同时检测光伏阵列的输出电流ipv和光伏阵列输出功率Ppv；
其中，k为输出电压Upv以一定的步长逐渐升高的次数，ΔU为第k-1次与第k次两次采样实时电压参考值之间的增长值；
(3)在步骤2过程中执行最大功率存储程序，获得全局最大功率点Pmax及全局最大功率点电压Umax；
(4)在步骤2的扫描过程中，对比光伏阵列的实时输出电流ipv是否小于电流阀值iset，若光伏阵列的实时输出电流ipv小于电流阀值iset，则进行下一步骤，否则继续进行步骤2，电流阀值iset根据实际需求来选取，选取的值越小，所检测到的开路电压Uoc越精确；
(5)开路电压Uoc取值为输出电流ipv小于电流阀值iset时光伏阵列的输出电压Upv(k)；
其中，Upv(k)为输出电压Upv以一定的步长逐渐升高k次后的输出电压；
(6)将电压参考值Uref设定为追踪到的全局最大功率点电压Umax；
(7)调用滑模扫描子程序，使光伏阵列的实际输出电压Upv逐渐接近于全局最大功率点电压Umax；
(8)当Upv和Umax的差值小于设定的第一电压阀值Uset1时，进行下一步；否则进行步骤6；
(9)调用滑模MPPT程序，将光伏阵列稳定于全局最大功率点；
(10)计算光伏***输出功率Ppv和实时功率变化量ΔPpv；
(11)判断实时功率变化量ΔPpv是否大于功率变化阀值ΔPset，功率变化阀值ΔPset根据实际光照情况设定，若实时功率变化量ΔPpv大于功率变化阀值ΔPset，则进行下一步，否则进行步骤9；
(12)判断光伏阵列当前输出电压Upv的位置，比较(Upv-0.6Uoc/N)是否大于(0.85Uoc-Upv)，若大于，进行步骤13，否则进行步骤19；
其中，N为光伏阵列的串联数；
(13)设定电压参考值Uref为0.85Uoc；
(14)调用滑模扫描子程序，将光伏阵列输出电压将从当前运行点逐渐上升接近0.85Uoc；
(15)判断光伏阵列输出电压Upv是否接近0.85Uoc，当0.85Uoc-Upv小于第二电压阀值Uset2时，进行下一步；否则进行步骤13；
(16)将电压参考值Uref设定为0.6Uoc/N；
(17)调用滑模扫描子程序，使光伏阵列输出电压将从当前运行点逐渐下降接近0.6Uoc/N，同时执行最大功率存储程序，获得全局最大功率点及全局最大功率点电压Umax；
(18)判断光伏阵列当前输出电压Upv是否接近0.6Uoc/N，当Upv-0.6Uoc/N小于第三电压阀值Uset3时，进行步骤6，否则继续进行步骤16；
(19)设定电压参考值Uref为0.6Uoc/N；
(20)调用滑模扫描子程序，将光伏阵列输出电压将从当前运行点逐渐上升接近0.6Uoc/N；
(21)判断光伏阵列输出电压Upv是否接近0.6Uoc/N，当Upv-0.6Uoc/N小于第三电压阀值Uset3时，进行下一步；否则进行步骤19；
(22)将电压参考值Uref设定为0.85Uoc，
(23)调用滑模扫描子程序，使光伏阵列输出电压将从当前运行点逐渐下降接近0.85Uoc，同时执行最大功率存储程序，获得全局最大功率点及全局最大功率点电压Umax；
(24)判断光伏阵列当前输出电压Upv是否接近0.85Uoc，当0.85Uoc-Upv小于第二电压阀值Uset2时，进行步骤6，否则继续进行步骤22。
作为本发明进一步的方案：所述最大功率存储程序的步骤如下：
(1)设定全局最大功率点Pmax及全局最大功率点电压Umax初始值为0；
(2)获取光伏阵列的输出电压Upv(k)和实时输出电流ipv(k)；
(3)计算光伏阵列实时功率Ppv(k)，Ppv(k)＝Upv(k)*ipv(k)；
(4)判断光伏阵列实时功率Ppv(k)是否大于全局最大功率点Pmax，若大于，则进行步骤5，否则进行步骤6；
(5)设定全局最大功率点Pmax＝Ppv(k)，全局最大功率点电压Umax＝Upv(k)，重复步骤2；
(6)全局最大功率点Pmax和全局最大功率点电压Umax数值不变，重复步骤2。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)该控制***能够在阴影情况下准确追踪的全局最大功率点；2)根据光伏阵列的运行特点决定最佳扫描方向和最佳扫描范围，并且提出了基于滑模控制的功率扫描***，极大减小了扫描时间和扫描过程中的功率波动；3)该***使得开路电压检测与功率扫描同时进行，并不需要占用额外的时间，增强了算法的通用性；4)该***采用滑模MPPT控制方法将光伏阵列稳定于全局最大功率点，减小了稳态功率波动。
附图说明
图1为分别采用最佳扫描方向和从最优扫描范围的高边界向低边界扫描的对比示意图。
图2为全局最大功率点位于各种不同位置时三种扫描方法需要扫描的电压区间长度对比。
图3为局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***的结构示意图。
图4为局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***中最大功率存储程序的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的技术方案包括两个部分：(1)基于滑模控制的最大功率追踪方法；(2)基于滑模控制的功率扫描方法。首先采用滑模功率扫描方法对光伏阵列的输出功率进行扫描，获得全局最大功率点，然后采用滑模最大功率跟踪方法将光伏阵列的输出功率稳定在全局最大功率点。
1.基于滑模控制的最大功率跟踪方法
由光伏电池的输出特性可知，当光伏电池输出最大功率时满足方程：
因此选取滑模面为：
滑模控制器的控制输入可以由开关控制和等效控制组成。开关控制的作用是使***在任意的初始状态在有限的时间内到达滑模面。等效控制的作用是使***变量在理想状态下沿滑模面运动。本文采用二阶滑模控制中的超螺旋算法设计开关控制，得到***的开关控制为：
式中k1，k2为正常数。等效控制由式(4)获得:
将式(1)和式(2)代入式(4)得到等效控制为：
因此，可得滑模MPPT控制器的控制输入为：
D1＝ΔD1+Deq1 (6)
由于Boost变换器的占空比D满足0≤D≤1，因此需要对滑模控制器的控制输入进行限幅。得到占空比后，经过脉宽调制电路得到PWM调制信号，输入到IGBT中实现对Boost变换器的控制。
2.输出功率扫描
(1)扫描程序启动条件
当阴影发生或光照强度发生较大变化时，光伏阵列的输出功率也会发生较大变化。因此，以光伏阵列输出功率变化量超过一定阈值作为扫描程序的启动条件：
ΔPpv＝Ppv(k)-Ppv(k-1)＞ΔPset (7)
式中，Ppv(k),Ppv(k-1)分别为光伏阵列输出功率本次采样和上次采样值，ΔPset为设定的功率变化量阈值。
(2)最优扫描范围
光伏阵列的输出功率极值点只能在区间[0.8Uoc_array/N,0.8Uoc_array]内分布，其中Uoc_array为光伏阵列的开路电压，N为光伏阵列的串联数。因此，考虑一定的误差，本文将光伏阵列的电压扫描范围设为0.6Uoc_array/N～0.85Uoc_array。由于该扫描范围包含了光伏阵列所有可能的功率极值点，所以不会丢失任何一个极值点。此外，与全局扫描相比，该扫描方法有以下两个优点：
1)减小了扫描范围。以N＝4为例，该方法将光伏阵列的电压扫描范围从0～Uoc_array缩减至0.15Uoc_array～0.85Uoc_array，减小了30％.从而减小了扫描时间。
2)由光伏阵列的输出特性可知，当光伏阵列的电压在零电压和开路电压附近时，光伏阵列的输出功率接近于零。因此，该方法避免了功率扫描过程中光伏阵列较低的输出功率，从而避免了较大的功率波动。
(3)最佳扫描方向
对光伏阵列输出功率的扫描可以从0.85Uoc_array开始，到0.6Uoc_array/N结束，也可以反方向扫描。为了避免对光伏阵列输出功率曲线的重复扫描，以减少不必要的功率损失，本文根据光伏阵列的当前运行点电压决定扫描方向。当光伏阵列的当前运行点电压靠近0.85Uoc_array时，功率扫描从0.85Uoc_array开始；否则，功率扫描从0.6Uoc_array/N开始。
本发明所述最大功率过程包含两步：首先对最佳所描范围内的输出功率进行扫描，获得全局最大功率点，然后将光伏阵列的运行点置于全局最大功率点。最佳扫描范围可以分成N-1个区间，每个区间的长度为0.8Voc_module。在扫描过程中，扫过的区间越多，扫描时间就越多，同时功损耗也越大。采用最佳扫描方向的扫描过程如图1所示。假设***在阴影情况1时已经运行与最大功率点，当光照由阴影情况1变为阴影情况2时，采用最佳扫描方向只需要扫描4个电压区间，而从最优扫描范围的高边界向低边界扫描时，需要扫描8个电压区间，可以看出，采用最佳扫描方向时，扫描区间减小了一半，扫描时间和功率损失都得到了减小。
图2给出了光伏阵列串联数为4时，全局最大功率点位于各种不同位置时三种扫描方法需要扫描的电压区间长度。图中横坐标表示全局最大功率点的位置，括号中第一项和第二项分别为光照变化前后全局最大功率点的位置，其中数字“1”、“2”、“3”和“4”分别代表0.2Uoc_array、0.4Uoc_array、0.6Uoc_array和0.8Uoc_array。从图中可以看出，在总共的16种情况中，其中有16种情况采用所提出的最佳扫描方向需要扫描的电压区间长度要比单方向扫描要短，从而节省了扫描时间，减少了扫描过程中的功率损失。
(4)开路电压检测
光伏阵列输出功率的扫描需要知道光伏阵列的开路电压信息，但是光伏组件制造商给出的仅仅是在标称环境下光伏组件的参数。在实际运行中，光照、温度、以及光伏组件的老化均会对开路电压造成影响，从而影响输出功率的扫描。为此，本文提出一种新的开路电压检测方法，该方法是基于以下事实提出的，即：当光伏阵列的输出电压为开路电压时，其输出电流为零。
当需要检测光伏阵列的开路电压时，将光伏阵列的输出电压以一定的步长逐渐升高，同时检测光伏阵列的输出电流，当光伏阵列输出电流小于一定的阈值时，光伏阵列的输出电压就接近于开路电压，电流阈值选取的越小，所检测到的开路电压就越精确。需要指出的是，开路电压的检测和输出功率的扫描可以同时进行，因此，所提出的开路电压扫描方法并不需要占用额外的时间。此外，即可以在***开始运行时完成对开路电压检测，也可以在运行过程中随时对开路电压进行更正，以应对环境的变化。由于加入了开路电压检测程序，所以本算法并不依赖于光伏阵列的已知信息，具有较强的通用性。
(5)基于滑模控制的快速扫描方法
光伏阵列输出功率的扫描速度取决于Boost变换器的电压调节时间。传统的占空比扰动方法虽然也能实现电压的调节，但是需要较长时间的延迟，严重影响了扫描速度。因此，本文提出基于滑模控制的快速扫描方法。滑模扫描方法的控制目标是使光伏阵列的输出电压迅速到达参考值，因此选取如下的滑模面：
由第1节所述的方法可得***的开关控制和等效控制分别如式(9)和式(10)所示：
因此，可得控制器的控制输入为：
D2＝ΔD2+Deq2 (11)
请参阅图3～4，本发明实施例中，一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***，其步骤如下：
(1)设定初始电压参考值Uref为0；
(2)将光伏阵列的输出电压Upv以一定的步长逐渐升高，实时电压参考值Uref(k)＝Uref(k-1)+ΔU，同时检测光伏阵列的输出电流ipv和光伏阵列输出功率Ppv；
其中，k为输出电压Upv以一定的步长逐渐升高的次数，ΔU为第k-1次与第k次两次采样实时电压参考值之间的增长值；
(3)在步骤2过程中执行最大功率存储程序，获得全局最大功率点Pmax及全局最大功率点电压Umax；
(4)在步骤2的扫描过程中，对比光伏阵列的实时输出电流ipv是否小于电流阀值iset，若光伏阵列的实时输出电流ipv小于电流阀值iset，则进行下一步骤，否则继续进行步骤2，电流阀值iset根据实际需求来选取，选取的值越小，所检测到的开路电压Uoc越精确；
(5)开路电压Uoc取值为输出电流ipv小于电流阀值iset时光伏阵列的输出电压Upv(k)；
其中，Upv(k)为输出电压Upv以一定的步长逐渐升高k次后的输出电压；
(6)将电压参考值Uref设定为追踪到的全局最大功率点电压Umax；
(7)调用滑模扫描子程序，使光伏阵列的实际输出电压Upv逐渐接近于全局最大功率点电压Umax；
(8)当Upv和Umax的差值小于设定的第一电压阀值Uset1时，进行下一步；否则进行步骤6；
(9)调用滑模MPPT程序，将光伏阵列稳定于全局最大功率点；
(10)计算光伏***输出功率Ppv和实时功率变化量ΔPpv；
(11)判断实时功率变化量ΔPpv是否大于功率变化阀值ΔPset，功率变化阀值ΔPset根据实际光照情况设定，若实时功率变化量ΔPpv大于功率变化阀值ΔPset，则进行下一步，否则进行步骤9；
(12)判断光伏阵列当前输出电压Upv的位置，比较Upv-0.6Uoc/N是否大于0.85Uoc-Upv，若大于，进行步骤13，否则进行步骤19；
其中，N为光伏阵列的串联数；
(13)设定电压参考值Uref为0.85Uoc；
(14)调用滑模扫描子程序，将光伏阵列输出电压将从当前运行点逐渐上升接近0.85Uoc；
(15)判断光伏阵列输出电压Upv是否接近0.85Uoc，当0.85Uoc-Upv小于第二电压阀值Uset2时，进行下一步；否则进行步骤13；
(16)将电压参考值Uref设定为0.6Uoc/N；
(17)调用滑模扫描子程序，使光伏阵列输出电压将从当前运行点逐渐下降接近0.6Uoc/N，同时执行最大功率存储程序，获得全局最大功率点及全局最大功率点电压Umax；
(18)判断光伏阵列当前输出电压Upv是否接近0.6Uoc/N，当Upv-0.6Uoc/N小于第三电压阀值Uset3时，进行步骤6，否则继续进行步骤16；
(19)设定电压参考值Uref为0.6Uoc/N；
(20)调用滑模扫描子程序，将光伏阵列输出电压将从当前运行点逐渐上升接近0.6Uoc/N；
(21)判断光伏阵列输出电压Upv是否接近0.6Uoc/N，当Upv-0.6Uoc/N小于第三电压阀值Uset3时，进行下一步；否则进行步骤19；
(22)将电压参考值Uref设定为0.85Uoc，
(23)调用滑模扫描子程序，使光伏阵列输出电压将从当前运行点逐渐下降接近0.85Uoc，同时执行最大功率存储程序，获得全局最大功率点及全局最大功率点电压Umax；
(24)判断光伏阵列当前输出电压Upv是否接近0.85Uoc，当0.85Uoc-Upv小于第二电压阀值Uset2时，进行步骤6，否则继续进行步骤22。
所述最大功率存储程序步骤如下：
(1)设定全局最大功率点Pmax及全局最大功率点电压Umax初始值为0；
(2)获取光伏阵列的输出电压Upv(k)和实时输出电流ipv(k)；
(3)计算光伏阵列实时功率Ppv(k)，Ppv(k)＝Upv(k)*ipv(k)；
(4)判断光伏阵列实时功率Ppv(k)是否大于全局最大功率点Pmax，若大于，则进行步骤5，否则进行步骤6；
(5)设定全局最大功率点Pmax＝Ppv(k)，全局最大功率点电压Umax＝Upv(k)，重复步骤2；
(6)全局最大功率点Pmax和全局最大功率点电压Umax数值不变，重复步骤2。
所述局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***基于滑模控制的全局最大功率跟踪新方法。首先对光伏阵列的输出功率曲线进行扫描，记录全局最大功率点，在该过程中引入了滑模控制，大大减小了扫描时间；然后采用滑模最大功率跟踪方法将光伏阵列的运行点迅速稳定于最大功率点，减小了稳态运行时的功率波动。仿真结果表明，该方法不仅具有良好的动态响应性能，而且减小了整个追踪过程中的功率损失，提高了整个光伏发电***的效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***，其特征在于，步骤如下：
(1)设定初始电压参考值Uref为0；
(2)将光伏阵列的输出电压Upv以一定的步长逐渐升高，实时电压参考值Uref(k)＝Uref(k-1)+ΔU，同时检测光伏阵列的输出电流ipv和光伏阵列输出功率Ppv；
其中，k为输出电压Upv以一定的步长逐渐升高的次数，ΔU为第k-1次与第k次两次采样实时电压参考值之间的增长值；
(3)在步骤2过程中执行最大功率存储程序，获得全局最大功率点Pmax及全局最大功率点电压Umax；
(4)在步骤2的扫描过程中，对比光伏阵列的实时输出电流ipv是否小于电流阀值iset，若光伏阵列的实时输出电流ipv小于电流阀值iset，则进行下一步骤，否则继续进行步骤2，电流阀值iset根据实际需求来选取，选取的值越小，所检测到的开路电压Uoc越精确；
(5)开路电压Uoc取值为输出电流ipv小于电流阀值iset时光伏阵列的输出电压Upv(k)；
其中，Upv(k)为输出电压Upv以一定的步长逐渐升高k次后的输出电压；
(6)将电压参考值Uref设定为追踪到的全局最大功率点电压Umax；
(7)调用滑模扫描子程序，使光伏阵列的实际输出电压Upv逐渐接近于全局最大功率点电压Umax；
(8)当Upv和Umax的差值小于设定的第一电压阀值Uset1时，进行下一步；否则进行步骤6；
(9)调用滑模MPPT程序，将光伏阵列稳定于全局最大功率点；
(10)计算光伏***输出功率Ppv和实时功率变化量ΔPpv；
(11)判断实时功率变化量ΔPpv是否大于功率变化阀值ΔPset，功率变化阀值ΔPset根据实际光照情况设定，若实时功率变化量ΔPpv大于功率变化阀值ΔPset，则进行下一步，否则进行步骤9；
(12)判断光伏阵列当前输出电压Upv的位置，比较Upv-0.6Uoc/N是否大于0.85Uoc-Upv，若大于，进行步骤13，否则进行步骤19；
其中，N为光伏阵列的串联数；
(13)设定电压参考值Uref为0.85Uoc；
(14)调用滑模扫描子程序，将光伏阵列输出电压将从当前运行点逐渐上升接近0.85Uoc；
(15)判断光伏阵列输出电压Upv是否接近0.85Uoc，当0.85Uoc-Upv小于第二电压阀值Uset2时，进行下一步；否则进行步骤13；
(16)将电压参考值Uref设定为0.6Uoc/N；
(17)调用滑模扫描子程序，使光伏阵列输出电压将从当前运行点逐渐下降接近0.6Uoc/N，同时执行最大功率存储程序，获得全局最大功率点及全局最大功率点电压Umax；
(18)判断光伏阵列当前输出电压Upv是否接近0.6Uoc/N，当Upv-0.6Uoc/N小于第三电压阀值Uset3时，进行步骤6，否则继续进行步骤16；
(19)设定电压参考值Uref为0.6Uoc/N；
(20)调用滑模扫描子程序，将光伏阵列输出电压将从当前运行点逐渐上升接近0.6Uoc/N；
(21)判断光伏阵列输出电压Upv是否接近0.6Uoc/N，当Upv-0.6Uoc/N小于第三电压阀值Uset3时，进行下一步；否则进行步骤19；
(22)将电压参考值Uref设定为0.85Uoc，
(23)调用滑模扫描子程序，使光伏阵列输出电压将从当前运行点逐渐下降接近0.85Uoc，同时执行最大功率存储程序，获得全局最大功率点及全局最大功率点电压Umax；
(24)判断光伏阵列当前输出电压Upv是否接近0.85Uoc，当0.85Uoc-Upv小于第二电压阀值Uset2时，进行步骤6，否则继续进行步骤22。
2.根据权利要求1所述的局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***，其特征在于，所述最大功率存储程序的步骤如下：
(1)设定全局最大功率点Pmax及全局最大功率点电压Umax初始值为0；
(2)获取光伏阵列的输出电压Upv(k)和实时输出电流ipv(k)；
(3)计算光伏阵列实时功率Ppv(k)，Ppv(k)＝Upv(k)*ipv(k)；
(4)判断光伏阵列实时功率Ppv(k)是否大于全局最大功率点Pmax，若大于，则进行步骤5，否则进行步骤6；
(5)设定全局最大功率点Pmax＝Ppv(k)，全局最大功率点电压Umax＝Upv(k)，重复步骤2；
(6)全局最大功率点Pmax和全局最大功率点电压Umax数值不变，重复步骤2。
CN201510228788.6A 2015-05-06 2015-05-06 一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制*** Active CN106200752B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510228788.6A CN106200752B (zh) 2015-05-06 2015-05-06 一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510228788.6A CN106200752B (zh) 2015-05-06 2015-05-06 一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106200752A CN106200752A (zh) 2016-12-07
CN106200752B true CN106200752B (zh) 2017-11-03

Family

ID=57459655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510228788.6A Active CN106200752B (zh) 2015-05-06 2015-05-06 一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106200752B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106647921B (zh) * 2017-01-19 2017-12-01 南通大学 减轻局部阴影对光伏***影响的改进mppt算法
CN108304026A (zh) * 2017-11-30 2018-07-20 深圳市首航新能源有限公司 一种功率追踪方法
CN108494005A (zh) * 2018-04-28 2018-09-04 南京工程学院 基于自适应滑模控制光伏发电mppt控制器及其算法
CN112083753A (zh) * 2020-09-28 2020-12-15 东莞市钜大电子有限公司 一种光伏并网逆变器的最大功率点跟踪控制方法
CN112947665A (zh) * 2021-02-26 2021-06-11 大连海事大学 光伏阵列在动态阴影遮挡条件下的最大功率跟踪方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101604848A (zh) * 2009-07-07 2009-12-16 东南大学 单级三相光伏并网***的模糊滑模控制方法
CN103699170A (zh) * 2013-12-23 2014-04-02 徐州工业职业技术学院 局部阴影下光伏发电***最大功率点跟踪方法
CN103916039A (zh) * 2014-03-20 2014-07-09 天津科技大学 一种基于反步滑模控制的光伏并网逆变器的控制方法
CN104460819A (zh) * 2014-12-23 2015-03-25 桂林电子科技大学 一种光伏阵列最大功率点滑模跟踪控制方法及***

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3516077B2 (ja) * 1995-09-25 2004-04-05 オムロン株式会社 最大電力点追従装置
KR101065862B1 (ko) * 2010-12-08 2011-09-20 주식회사 다인산전 태양전지 어레이의 부분 음영 판단에 따른 태양광 발전 시스템의 최대전력 추정방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101604848A (zh) * 2009-07-07 2009-12-16 东南大学 单级三相光伏并网***的模糊滑模控制方法
CN103699170A (zh) * 2013-12-23 2014-04-02 徐州工业职业技术学院 局部阴影下光伏发电***最大功率点跟踪方法
CN103916039A (zh) * 2014-03-20 2014-07-09 天津科技大学 一种基于反步滑模控制的光伏并网逆变器的控制方法
CN104460819A (zh) * 2014-12-23 2015-03-25 桂林电子科技大学 一种光伏阵列最大功率点滑模跟踪控制方法及***

Also Published As

Publication number Publication date
CN106200752A (zh) 2016-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106200752B (zh) 一种局部阴影下光伏阵列最大功率跟踪滑模控制***
CN100498636C (zh) 具有自适应搜索算法的最大功率跟踪捕获光伏控制方法
Boukenoui et al. Experimental assessment of Maximum Power Point Tracking methods for photovoltaic systems
CN101630171B (zh) 应用于光伏电池最大功率跟踪的分段自适应爬山法及***
CN102403928B (zh) 一种光伏电能优化的最大功率点跟踪控制方法及其***
CN106444957A (zh) 一种基于自适应三步长的光伏最大功率点跟踪***及方法
CN103019294B (zh) 一种自适应扰动频率和步长的最大功率点跟踪方法
CN102880224A (zh) 基于改进步长的双模式最大功率点跟踪方法
CN106125817B (zh) 一种基于光伏电池四参数模型的光伏mppt方法
CN108983864B (zh) 一种光伏最大功率点的跟踪方法及其跟踪装置
TWI391807B (zh) 太陽光電發電系統之最大功率追蹤系統及方法
CN114879806B (zh) 光伏静动态mppt扰动观测识别方法及光伏阵列发电***
CN107918437A (zh) 渐进型变步长光伏阵列最大功率点跟踪方法及其***
CN104571256B (zh) 一种考虑光照变化的光伏电源极值搜索方法
CN108536212A (zh) 一种基于功率预测的新型变步长光伏最大功率跟踪方法
CN108681363A (zh) 恒压结合变步长电导增量的mppt控制方法
CN102902298A (zh) 基于分段模型的光伏阵列 mppt 控制器及控制方法
CN108874017A (zh) 一种光伏发电***的最大功率点跟踪方法
TWI669590B (zh) Maximum power tracking method for solar power generation system
CN111367350A (zh) 一种基于滚动小窗的光伏最大功率跟踪控制方法
CN112148059B (zh) 一种用于光伏发电站的mppt最大功率跟踪方法
CN116225146B (zh) 一种高精度mppt控制方法
CN201450012U (zh) 应用于光伏电池最大功率跟踪的分段自适应爬山***
Ou et al. A variable step maximum power point tracking method using taylor mean value theorem
CN102200783A (zh) 一种太阳能电池最大输出功率跟踪方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant