一种基于功率预测的新型变步长光伏最大功率跟踪方法
专利汇可以提供一种基于功率预测的新型变步长光伏最大功率跟踪方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于功率预测的新型变步长电导增量法的最大功率 跟踪 控制方法。针对常规定步长 算法 在选取步长时在响应速度和稳态 精度 之间无法兼顾、变步长算法在同一光照强度具有良好性能，但在光照突变时存在 最大功率点跟踪 死区的情况，提出了基于功率预测的新型变步长电导增量法。该方法采用一种新的步长调整系数，能够根据外界条件的变化调节步长，解决了跟踪速度与稳态精度之间的矛盾，并且当光照剧烈变化时，确保扰动前后的判断是基于同一功率曲线进行的，避免误判现象的发生。仿真验证了该算法的有效性，具有重要的理论价值和实际意义。，下面是一种基于功率预测的新型变步长光伏最大功率跟踪方法专利的具体信息内容。
1.一种基于功率预测的新型变步长光伏最大功率跟踪方法，包含以下步骤：
1)将电流互感器和电压互感器的测量值输入到MPPT控制器中，计算出当前时刻功率值P(k)，并且计算出当前时刻与前一时刻的电压差ΔU(k)、电流差ΔI(k)和功率差ΔP(k)，扰动电压步长为step，电压扰动的方向与固定步长算法一致，N为采样周期内调整步长的缩放因子，缩放因子N必须满足N＜ΔUmax/|dP/(dU-dI)|，当算法满足上述公式时，最大功率跟踪系统工作于变步长模式；否则，系统以ΔUmax工作于定步长模式。
2)变步长电导增量法中的缩放因子N一旦确定无法再进行改变，曲线P1、P2分别为不同光照强度下光伏阵列的输出功率曲线，在功率曲线P1的条件下，其缩放因子N1以及干扰步长|dP1/(dU-dI)|，在功率曲线P1对应的光照强度下具有良好的精度和动态响应速度，由于最大功率跟踪控制的数学信号采样频率是有限的，当外界条件连续变化时，采样得到的电压和功率数值是在不同外界条件下的功率曲线上的信号，此时当光照强度突然变化时，系统功率曲线由P1变为P2，此时就会造成功率曲线P2的干扰步长很大，出现振荡现象，稳态精度达不到要求；反之，在功率曲线P2的条件下，当发生光照突变时，就会导致功率曲线P1的干扰步长很小，造成系统启动以及动态响应速度变慢的现象；在光照突变时，光伏阵列输出曲线并非处于一条单峰值曲线上，因此无法找到一组缩放因子N和干扰步长|dP/(dU-dI)|同时满足不同光照条件下最大功率跟踪控制，导致MPPT跟踪失败，在此基础上加入功率预测算法，以此来保证扰动前后判断是在同一条功率曲线上进行的，从而消除误判现象。
3)假设光伏电池温度保持不变，在第k时刻的控制电压为U(k)，采样得到的光伏电池功率为P(k)，在k+1时刻加入扰动后控制电压为U(k+1)，由于光照强度发生变化，此时的功率采样值为P(k+1)，P(k)、P(k+1)分别为不同光照条件下的电压-功率曲线上的值，用该值进行跟踪控制就会导致发生误判；为了解决上述问题，在k和k+1采样时刻中间，控制电压保持不变，增加一次功率检测，得到该曲线功率记为P(k+1/2)，假设光照强度均匀变化，则光伏电池输出电流与光照强度成正比，得到下一周期的预测功率为P′(k)＝2P(k+1/2)-P(k)，在k+1时刻测得的功率值为P(k+1)，P′(k)和P(k+1)在理论上是同一光照强度下的功率值，因而不存在误判的情况。
4)为比较常规电导增量法与基于功率预测的变步长电导增量法的情况，在Simulink中建立光伏系统数学模型，设定环境温度为25℃，仿真时间为1s；仿真时间0～0.5s时，光照强度为1000W/m2；仿真时间为0.5s～1s时，光照强度变为800W/m2，为比较常规电导增量法与该算法性能的优劣，提出了三个能够反映算法暂态以及稳态性能的指标，分别为：光照强度由
1000W/m2突变为800W/m2时追踪到MPP所用的时间t；光照强度为1000W/m2稳态功率振荡Δp；
光照为正弦变化时在0～0.65s输出能量的大小W。
2.根据权利要求1所述的一种基于功率预测的新型变步长光伏最大功率跟踪方法，其特征在于，步骤1)中当前时刻功率值P(k)＝I(k).U(k)；电压差ΔU(k)＝U(k)-U(k-1)、电流差ΔI(k)＝I(k)-I(k-1)和功率差ΔP(k)＝P(k)-P(k-1)；扰动电压步长设计为step＝N·|dP/(dU-dI)|。
3.根据权利要求1所述的一种基于功率预测的新型变步长光伏最大功率跟踪方法，其特征在于，步骤2)中在新型变步长电导增量法的基础上加入功率预测算法，以此来保证扰动前后判断是在同一条功率曲线上进行的，从而消除误判现象。
4.根据权利要求1所述的一种基于功率预测的新型变步长光伏最大功率跟踪方法，其特征在于，步骤3)中在k和k+1采样时刻中间，控制电压保持不变，增加一次功率检测，得到该曲线功率记为P(k+1/2)，假设光照强度均匀变化，则光伏电池输出电流与光照强度成正比，得到下一周期的预测功率为P′(k)＝2P(k+1/2)-P(k)，在k+1时刻测得的功率值为P(k+
1)，P′(k)和P(k+1)在理论上是同一光照强度下的功率值，因而不存在误判的情况。
一种基于功率预测的新型变步长光伏最大功率跟踪方法
技术领域
背景技术
发明内容
附图说明
图6b为光照正弦变化时加入功率预测算法功率输出曲线图。
具体实施方式
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