一種光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT擾動(dòng)方法與流程

本發(fā)明涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，特別是涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)mppt擾動(dòng)方法。

背景技術(shù)：

目前，光伏控制器、光伏逆變器多為一級(jí)或兩級(jí)拓?fù)湎到y(tǒng)，其中兩級(jí)拓?fù)淠軌驅(qū)崿F(xiàn)多路mppt，且具有更寬的mppt范圍。

光伏兩級(jí)mppt系統(tǒng)如圖1所示由多個(gè)前級(jí)拓?fù)鋮R流至后級(jí)，由后級(jí)輸出。兩級(jí)拓?fù)浣M成的光伏發(fā)電系統(tǒng)，一般由前級(jí)拓?fù)溥M(jìn)行mppt跟蹤，后級(jí)拓?fù)浞€(wěn)定母線輸入功率。

現(xiàn)有技術(shù)中，母線電壓控制參考值一般采用兩種方式：

1、根據(jù)需求設(shè)置固定的母線參考值。

2、由前級(jí)輸入電壓值計(jì)算得出所需的母線參考值。

方式1的不足之處為mppt的電壓范圍受到母線電壓參考值的限制（升壓電路則mppt電壓范圍的上限為母線電壓參考值，降壓電路則mppt電壓范圍的下限為母線電壓參考值）。

方式2解決了方式1的不足，但為了在高低壓輸入情況下，系統(tǒng)均能進(jìn)行正常mppt跟蹤，母線電壓的給定值需要由前級(jí)輸入電壓決定。而直流母線電壓由后級(jí)控制，因此前后級(jí)之間需要進(jìn)行母線給定的信息交互。前后級(jí)拓?fù)渲g的空間距離較遠(yuǎn)，受線路干擾等因素，信息交互變得困難，整體系統(tǒng)可靠性降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)mppt擾動(dòng)方法，通過(guò)前后級(jí)分別進(jìn)行mppt擾動(dòng)，使得系統(tǒng)具有較寬的mppt范圍，且無(wú)須進(jìn)行前后級(jí)的信息交互。

本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種光伏發(fā)電系統(tǒng)mppt擾動(dòng)方法，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括n個(gè)前級(jí)拓?fù)?、一個(gè)后級(jí)拓?fù)洌銮凹?jí)拓?fù)涞妮斎攵朔謩e連接至光伏組件，所述n個(gè)前級(jí)拓?fù)涞妮敵龆瞬⒙?lián)至后級(jí)拓?fù)涞妮斎攵?，所述mppt擾動(dòng)方法包括mppt擾動(dòng)周期的第一子周期和第二子周期，具體包括以下步驟：

步驟s1：在所述第一子周期中獲取后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入功率p1后進(jìn)行后級(jí)mppt擾動(dòng)，并獲取后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)后穩(wěn)定的輸入功率p2；

步驟s2：在第二子周期中獲取前級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入功率p3后進(jìn)行前級(jí)mppt擾動(dòng)，并獲取前級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)后穩(wěn)定的輸入功率p4，返回步驟s1，進(jìn)入下一個(gè)第一子周期。

進(jìn)一步地，所述步驟s1，具體包括以下步驟：

步驟s11：在當(dāng)前mppt擾動(dòng)周期的第一子周期中，采集后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入電流i1和輸入電壓u1，計(jì)算得到后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入功率p1（k）；

步驟s12：根據(jù)上一mppt擾動(dòng)周期的后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)后穩(wěn)定的輸入功率p2（k-1）和當(dāng)前mppt擾動(dòng)周期的后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入功率p1（k），根據(jù)mppt算法，計(jì)算得到擾動(dòng)母線電壓參考值ua，根據(jù)擾動(dòng)母線電壓參考值ua擾動(dòng)直流母線電壓；

步驟s13：維持第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)后，采集后級(jí)拓?fù)浞€(wěn)定后的輸入電流i2和輸入電壓u2，計(jì)算得到后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)后穩(wěn)定的輸入功率p2（k）；

步驟s14：維持第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)后，進(jìn)入mppt擾動(dòng)周期的第二子周期；

其中，k為大于等于1的正整數(shù)。

進(jìn)一步地，所述步驟s2，具體包括以下步驟：

步驟s21：在當(dāng)前mppt擾動(dòng)周期的第二子周期中，采集前級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入電流i3和輸入電壓u3，計(jì)算得到后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入功率p3（k）；

步驟s22：根據(jù)上一mppt擾動(dòng)周期的前級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)后穩(wěn)定的輸入功率p4（k-1）和當(dāng)前mppt擾動(dòng)周期的前級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入功率p3（k），根據(jù)mppt算法，計(jì)算得到擾動(dòng)光伏組件電壓參考值ub，根據(jù)擾動(dòng)光伏組件電壓參考值ub，擾動(dòng)光伏組件輸出電壓；

步驟s23：維持第三預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)后，采集前級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)后穩(wěn)定的輸入電流i1和輸入電壓u1，計(jì)算得到后級(jí)拓?fù)浞€(wěn)定后的輸入功率p4（k）；

步驟s24：維持第四預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)后，當(dāng)前mppt擾動(dòng)周期結(jié)束；

其中，k為大于等于1的正整數(shù)。

進(jìn)一步地，所述mppt擾動(dòng)周期的第一子周期中，后級(jí)拓?fù)溥M(jìn)行后級(jí)mppt擾動(dòng)，還包括：在后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)直流母線電壓時(shí)，后級(jí)拓?fù)浜颓凹?jí)拓?fù)溥M(jìn)行對(duì)時(shí)，后級(jí)拓?fù)浜颓凹?jí)拓?fù)渫瑫r(shí)計(jì)時(shí)至當(dāng)前mppt周期結(jié)束。

進(jìn)一步地，所述前級(jí)拓?fù)錇閐c/dc拓?fù)洌凰龊蠹?jí)拓?fù)錇閐c/ac拓?fù)浠騞c/dc拓?fù)洹?/p>

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種光伏發(fā)電系統(tǒng)mppt擾動(dòng)的方法，通過(guò)前后級(jí)分別進(jìn)行mppt跟蹤，具有以下有益效果：

1、后級(jí)拓?fù)涞暮蠹?jí)母線電壓參考值可變化，克服現(xiàn)有固定參考值方案mppt范圍受限的問(wèn)題，使得系統(tǒng)具有較寬的mppt范圍；

2、依次進(jìn)行后級(jí)拓?fù)鋗ppt擾動(dòng)，在不需要前后級(jí)信息交互的情況下，后級(jí)拓?fù)涓鶕?jù)功率變化，由后級(jí)獨(dú)立判斷、計(jì)算母線電壓參考值，調(diào)整母線電壓以保證各路前級(jí)輸入均處于正常mppt工況；

3、前后級(jí)拓?fù)鋗ppt擾動(dòng)不需要前后級(jí)拓?fù)湫畔⒔换?，無(wú)需通信線路，不受線路干擾等因素，前后級(jí)拓?fù)洳皇芸臻g距離的限制、不受前級(jí)路數(shù)限制；

4、由母線電壓變化點(diǎn)作為前后級(jí)mppt的對(duì)時(shí)時(shí)間點(diǎn)，前后級(jí)拓?fù)浞謩e進(jìn)行mppt周期對(duì)時(shí)，確保前后級(jí)拓?fù)淠芴幱谙嗤膍ppt擾動(dòng)周期中。

附圖說(shuō)明

圖1為光伏發(fā)電兩級(jí)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

本實(shí)施例提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)mppt擾動(dòng)方法，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括n個(gè)前級(jí)拓?fù)洹⒁粋€(gè)后級(jí)拓?fù)?，其中前?jí)拓?fù)錇閐c/dc拓?fù)洌蠹?jí)拓?fù)錇閐c/ac拓?fù)?，所述前?jí)拓?fù)涞妮斎攵朔謩e連接至光伏組件，所述n個(gè)前級(jí)拓?fù)涞妮敵龆瞬⒙?lián)至后級(jí)拓?fù)涞妮斎攵?，所述mppt擾動(dòng)方法包括mppt擾動(dòng)周期的第一子周期和第二子周期，具體包括以下步驟：

步驟s1：在所述第一子周期中獲取后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入功率p1后進(jìn)行后級(jí)mppt擾動(dòng)，并獲取后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)后穩(wěn)定的輸入功率p2；

步驟s2：在第二子周期中獲取前級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入功率p3后進(jìn)行前級(jí)mppt擾動(dòng)，并獲取前級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)后穩(wěn)定的輸入功率p4，返回步驟s1，進(jìn)入下一個(gè)第一子周期。

在本實(shí)施例中，所述前級(jí)拓?fù)錇閐c/dc拓?fù)?，具體采用dc/dc變換器；所述后級(jí)拓?fù)錇閐c/ac拓?fù)?，具體采用dc/ac逆變器，并入市電網(wǎng)絡(luò)，接入負(fù)載；特別地，所述后級(jí)拓?fù)溥€可以為dc/dc拓?fù)?，進(jìn)行回流升壓，接入電池組，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能充電功能。

在本實(shí)施例中，所述步驟s1，具體包括以下步驟：

步驟s11：在當(dāng)前mppt擾動(dòng)周期的第一子周期中，采集后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入電流i1和輸入電壓u1，計(jì)算得到后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入功率p1（k）；

步驟s12：根據(jù)上一mppt擾動(dòng)周期的后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)后穩(wěn)定的輸入功率p2（k-1）和當(dāng)前mppt擾動(dòng)周期的后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入功率p1（k），根據(jù)mppt算法，計(jì)算得到擾動(dòng)母線電壓參考值ua，根據(jù)擾動(dòng)母線電壓參考值ua擾動(dòng)直流母線電壓；

步驟s13：維持第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)后，采集后級(jí)拓?fù)浞€(wěn)定后的輸入電流i2和輸入電壓u2，計(jì)算得到后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)后穩(wěn)定的輸入功率p2（k）；

步驟s14：維持第二預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)后，進(jìn)入mppt擾動(dòng)周期的第二子周期；

其中，k為大于等于1的正整數(shù)。

在本實(shí)施例中，所述步驟s2，具體包括以下步驟：

步驟s21：在當(dāng)前mppt擾動(dòng)周期的第二子周期中，采集前級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入電流i3和輸入電壓u3，計(jì)算得到后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入功率p3（k）；

步驟s22：根據(jù)上一mppt擾動(dòng)周期的前級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)后穩(wěn)定的輸入功率p4（k-1）和當(dāng)前mppt擾動(dòng)周期的前級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)前的輸入功率p3（k），根據(jù)mppt算法，計(jì)算得到擾動(dòng)光伏組件電壓參考值ub，根據(jù)擾動(dòng)光伏組件電壓參考值ub，擾動(dòng)光伏組件輸出電壓；

步驟s23：維持第三預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)后，采集前級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)后穩(wěn)定的輸入電流i1和輸入電壓u1，計(jì)算得到后級(jí)拓?fù)浞€(wěn)定后的輸入功率p4（k）；

步驟s24：維持第四預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)后，當(dāng)前mppt擾動(dòng)周期結(jié)束；

其中，k為大于等于1的正整數(shù)。

在本實(shí)施例中，所述mppt擾動(dòng)周期的第一子周期中，后級(jí)拓?fù)溥M(jìn)行后級(jí)mppt擾動(dòng)，還包括：在后級(jí)拓?fù)鋽_動(dòng)直流母線電壓時(shí)，后級(jí)拓?fù)渲械暮蠹?jí)計(jì)時(shí)器和前級(jí)拓?fù)渲械那凹?jí)計(jì)時(shí)器根據(jù)直流母線電壓的變化進(jìn)行對(duì)時(shí)，把母線電壓的變化點(diǎn)作為前后級(jí)mppt的對(duì)時(shí)時(shí)間點(diǎn)，前級(jí)計(jì)時(shí)器和后級(jí)計(jì)時(shí)器同時(shí)計(jì)時(shí)至當(dāng)前mppt周期結(jié)束。

在本實(shí)施例中，在正常運(yùn)行過(guò)程中，可能會(huì)由于工況變化（如光強(qiáng)變化、部分前級(jí)關(guān)機(jī)等）造成直流母線電壓短時(shí)間抖動(dòng)，干擾前后級(jí)拓?fù)涞挠?jì)時(shí)器對(duì)時(shí)，采用該方法可以對(duì)干擾前后級(jí)拓?fù)涞膶?duì)計(jì)時(shí)器的對(duì)時(shí)進(jìn)行防干擾處理。

所述防干擾處理的方式舉例如下：設(shè)置時(shí)間閾值δt、母線電壓變化閾值δu，當(dāng)tcnt∈[ts-δt，﹢∞],δu<|ubus_now-ubus_pre|時(shí)，才允許對(duì)時(shí)（ts為mppt擾動(dòng)周期，δt<<ts，ubus_now、ubus_pre分別為當(dāng)前、前一個(gè)mppt周期的母線電壓值）。防擾處理方法不局限于上述舉例。

以上所提到的mppt子算法均可為兩點(diǎn)爬山法、三點(diǎn)爬山法、電導(dǎo)法等常見(jiàn)mppt算法。其中，電導(dǎo)法在各階段采集的功率p包含輸入電壓u和輸入電流i。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。