1.一种PV组串的遮蔽辨识与最大功率点预测—跟踪方法，其特征在于，包括步骤：
A、PV模块的交流电阻的计算方法：
将典型PV模块的v-i特性曲线分为四个区域，分别表示为VSR-3、MPPR-3、CSR-3和BDCR区；
所述PV模块的等效电路中包括由Nc个PV电池片串联组成的等效二极管(D)，所述等效二极管(D)的电流方程为： 式中A为p-n结的理想因子，取值1～2；Io为反向
饱和电流；VT为热电压，常温下，VT＝26mV；VM为模块电压；
忽略并联电阻(RshM)，等效二极管(D)正向交流电阻的计算公式为：
式中，IM为模块电流，Vth是单个二极管的开启电压，硅型二极管的开启电压为0.5V，当二极管工作在反向特性区或正向电压小于开启电压时，二极管视为开路；
所述PV模块的等效电路中包括由Nd个反并旁路二极管组成的等效旁路二极管
(Dbp)，其正向交流电阻的计算公式为：
在PV模块的交流电阻等效电路中，等效二极管(D)和等效旁路二极管(Dbp)的正向交流电阻分别表示为Rd和Rbp；
PV模块的交流电阻值依赖于工作点所在的区域，在CSR-3区，PV模块的电压值较低，等效二极管D尚未导通，等效旁路二极管Dbp为反偏，所以两个二极管均为开路，其交流电阻等于RshM+RsbM≈RshM,RshM>>RsbM；在MPPR-3区，等效二极管D完全导通，其交流电阻远远小于并联电阻RshM，其交流电阻为RsbM+Rd，其中，RsbM是等效体电阻；在VSR-3区，其v-i特性近似为一条直线，其正向交流电阻为：
式中，IscM是PV模块的短路电流；
在BDCR区，等效二极管和等效旁路二极管均处在导通状态，其电流分别为IscM和IM-IscM,PV模块的交流电阻等于两个二极管的正向交流电阻的并联值，即：
对于典型PV模块，Nc＝60,Nd＝3，在深度遮蔽工况，IM>>IscM，所以，在BDCR区，等效旁路二极管的交流电阻占主导地位；
在给定的MP点，ImpM为一个常数，PV模块在该MP点处的交流电阻RmppM为：
其中，IscM为模块短路电流，ImpM为模块最大功率点处电流，RM为PV模块的电阻，RmpM是在最大功率点附近MPPR-3区的交流电阻，令MP点的电流系数为：
则
因此，PV模块在MP点的计算公式为：
MP点的电阻依赖于光照值，随着光照值减少，MP点的电阻值则不断增加，式(2.6)不仅能用来估算MP点的电阻值，也能用以估算光照值；
因此，PV模块的交流电阻的计算公式为：
其中，ImpM，VmpM为PV模块最大功率点处的电流与电压；RsM，RshM，RmpM，RmppM和RbpM分别表示在VSR-3区、CSR-3区、MPPR-3区、MP点和BDCR区的交流电阻；IscM表示PV模块的短路电流；
B、部分遮蔽PV组串在MP点关键参数计算方法：
首先建立二光照值PV组串的分析模型，在分析模型中，将一个PV组串中的模块分为两个子串，其中，PV1表示由未被遮蔽PV模块串联组成的第一个子串，其光照值为G1，模块数目为N1；PV2表示由已遮蔽PV模块组成的第二个子串，其有效光照值和模块数分别用G2和N2表示，G1>G2,N1+N2＝Ns,Ns是PV组串中模块的总数；
B1、PV组串的交流电阻：
在0≤Io≤Io1电流区，其中，Io为输出电流，Io1为遮蔽模块在最大功率点处的输出电流，所有PV模块均工作在VSR-3区，PV组串的交流电阻的表达式为：
式中大写的下标“S”表示PV组串；RsMi为第i个模块在VSR-3区中的电阻；
同理，得到其它区域PV组串交流电阻rs的表达式；
上式中各个符号的定义：①Imp2是遮蔽PV模块MP点或对应的电流值；②Rmp2S是未遮蔽模块在VSR-3电压区和遮蔽模块在最大功率点附近MPP2R-3区的交流电阻，RmpM2是遮蔽PV模块在其MP点的电阻；③Rmpp2S是遮蔽模块处在其MP点和未遮蔽模块在仍然处于电压区的交流电阻，RmppM1是遮蔽PV模块在其MP点的交流电阻；④Rsh2S表示未遮蔽模块仍处在电压区和遮蔽模块进入CSR-3电流区的交流电阻，其中RshM2表示遮蔽PV模块在电流区的交流电阻，Io2和IscM2表示遮蔽PV模块的短路电流；⑤Rbp2S表示遮蔽模块处在等效旁路二极管导通区和未遮蔽模块仍工作在电压区的交流电阻，Rbp2表示遮蔽模块处在等效旁路二极管导通区的电阻，Io3和ImpM1表示未遮蔽PV模块的MP点的电流；⑥Rmp1S表示未遮蔽模块已进入其MP点附近MPP1R-3区和遮蔽模块仍工作在旁路二极管导通区的交流电阻，RmpM1表示未遮蔽模块在其MP点附近MPP1R-3区的电阻；⑦Rmpp1S是未遮蔽模块工作在其最大功率点处和遮蔽模块工作在等效旁路二极管导通区的交流电阻，RmppM1表示未遮蔽PV模块在其MP点的电阻；⑧Rsh1S表示未遮蔽模块工作在电流区和遮蔽模块工作在等效旁路二极管导通区的交流电阻，Io4和IscM1是未遮蔽PV模块的短路电流，RshM1是CSR-3区的电阻；
B2、MP点参数公式：
MPP1:Imp1＝Io3＝ImpM1   (3.3a)
Vmp1＝N1VmpM1-N2E≈N1VmpM1   (3.3b)
Pmp1＝Imp1(N1VmpM1-N2E)
≈N1Imp1VmpM1,VmpM1远远大于E   (3.3c)
Rmp1S＝N1RmppM1+N2Rbp2≈N1RmppM1   (3.3d)
其中，E为等效旁路二极管的正向导通电压；
MPP2:Imp2＝Io1＝ImpM2   (3.4a)
Vmp2＝N2VmpM2+N1(VocM1-Imp2RsM1)≈NsVmpM2   (3.4b)
Pmp2＝Imp2[N2VmpM2+N1(VocM1-Imp2RsM1)],VmpM2≈VocM1-Imp2RsM1
≈NsImp2VmpM2   (3.4c)
Rmp2S＝N1RsM1+N2RmppM2≈N2RmppM2   (3.4d)
其中，N1为未遮蔽而模块的个数，N2为遮蔽模块的个数，N1+N2＝Ns为PV组串的模块数，VocM1表示未遮蔽PV模块的开路电压值；RmppM2表示遮蔽PV模块在其MP点的电阻；
式3.3a至3.3d表明，在MPP1点，电流值等于未遮蔽模块在MP点的电流值；电压值、电阻值及其输出功率分别等于所有未遮蔽模块在MP点的对应值之和；
由公式3.4a至3.4d可知，在MPP2点，除电阻参数有所差异之外，所有遮蔽模块和未遮蔽模块对输出功率的贡献近似相等，而总电阻值近似等于所有遮蔽模块的电阻值之和；
C、辨识准则：
二光照值PV组串存在着两个MP点，使用电导法、扰动观察法找到局部MP点，并依据局部MP点的特征及其参数值，公开辨识遮蔽和预测GMP点的准则：
辨识准则1:辨识部分遮蔽的准则：
如果 且 []表示取整数，   (3.5a)
当Nmp≈Ns,则PV组串无遮蔽现象；   (3.5b)
当Nmp＜Ns,则PV组串存在遮蔽现象；   (3.5c)
其中，Po，Vo，Io为PV组串的输出功率，电压与电流；Nmp为工作在MP点模块的个数；
RmpS表示在PV组串在MP区域上的交流电阻；
利用公式(3.3d)和(3.4d)证明辨识准则1；
辨识准则2：预测MPP1为GMP点的准则：
如果 且 []表示取整数，   (3.6a)
未遮蔽的PV模块数，N1＝Ns-N2，   (3.6b)
MPP1点电流预测值，
当Imp1＜Imp-max,MPP2是GMP点   (3.6e)
当Imp1≈Imp-max,MPP1和MPP2的功率近似相等   (3.6f)
当Imp1＞Imp-max,MPP1是GMP点   (3.6g)
其中，Imp-max是未遮蔽模块的最大功率点电流
其中，RmppS为PV组串在MP点的交流电阻；ImpM2表示PV组串在MPP2点处的电流值；
辨识准则3：预测MPP2为GMP点的准则：
如果 且
MPP2点电流预测值，
当Imp2＜Imp-min,MPP2是GMP点   (3.11c)
当Imp2≈Imp-min,MPP1和MPP2的功率近似相等   (3.11e)
当Imp2＞Imp-min,MPP1是GMP点   (3.11f)
其中，Imp-min是遮蔽模块在OP点的电流值
其中，RmppM1为未蔽模块在MPP1点出的交流电阻；VmpS表示在MPP点处的PV组串的电压(5)；VmpM是模块在MP点的电压(6)；
令两个峰值点的功率相等，利用公式(3.3c)和(3.4c)证明辨识准则2和3；
当搜索到一个局部MP点后，使用辨识准则2或3判断另一个局部MP是否为GMP点；
D、初始遮蔽工况的GMPPT的方法：
初始遮蔽工况是指在PV系统启动前PV组串已经发生了部分遮蔽现象，PV组串由两个等效的PV模块组成，PV1表示未遮蔽子串，PV2表示已遮蔽子串，系统的工作时序分为3个阶段：
其一、充电阶段0～t1，实现自动获取PV组串的v-i、v-p特性曲线以及所有MP点参数；其二、软捕获阶段t1～t2，通过电流扫描使得工作点移到GMP点；其三、实时自动跟踪MP点t>t2；
D1、自动获取特性曲线的方法：
为了防止因光照值突变而引起PV组串输出电压快速波动，而致使MPPT的算法失效，给PV组串并联一个较大容量的电容CPV，boost变换器的负载为逆变器，逆变器输出的电流同频与电网电压，因此，逆变器的直流侧存在一个多倍于电网频率的交流电流成分，直流母线电容Cdcb为其提供了通道；
为了减少boost变换器输出电压和电流的过冲现象，在输出电容完成充电后，再启动直流变换器及其逆变器，当开关S1闭合且尚未启动直流变换器及其逆变器时，RL开路，则PV组串负载为一个电容负载，其等效值为CPV与Cdcb并联；在电容充电阶段，由于电容的初值为零，当S1闭合后，PV组串的输出电流Io开始对电容充电，使得工作点由E2点出发，沿着v-i特性经由D2、C2和B2点向A点移动；当工作点到达A点时；因此，在电容充电阶段，如果实时存储工作点的参数，能自动获得PV组串的完整v-i和v-p特性曲线及其所有局部MP点的关键参数.比较各局部MP点的功率值，能得到GMP点的参数：VmpG、ImpG和PmpG；
D2、GMP点软捕获方法：
在电容充电过程，MPPT功能模块将实时存储PV组串的电流和电压值，并使其逻辑输出量A＝0，而数值输出量Imp＝0；当充电过程结束后，则A＝1，Imp＝ImpG；当A由0变为1后，系统进入GMP点软捕获阶段；boost变换器开始工作，boost变换器的输入电流缓慢增加直至其稳态工作点，其工作点由A点出发、沿着v-i和v-p曲线向左移动，直至到达第一个局部MP点—MPP2点；
因此，当前的工作点位于MPP2点，采用辨识准则1，辨识PV组串是否出现部分遮蔽，如果部分遮蔽已经发生，使用辨识准则2，预测MPP1是否为GMP点，如果MPP1为GMP点，令boost电路的输入电流继续缓慢上升，直至MPP1点；
E、突变遮蔽工况的GMPPT方法：
突变遮蔽工况的定义：原本接受均匀光照的PV组串，在某个时刻，外界的阴影遮蔽部分PV模块，形成了二光照值PV组串，在发生突变遮蔽的瞬间，PV组串的v-i特性曲线由单个平台变为双平台，而v-p特性由单峰值变为双峰值曲线，其中v-i-i和v-p-i表示均匀光照PV组串的伏安特性和电压-功率特性曲线，而v-i-c和v-p-c表示二光照值PV组串特性曲线，PV2-i和PV2-c分别表示遮蔽前、后PV模块的v-i特性曲线，未遮蔽PV模块的v-i特性保持不变，用PV1表示，等同于PV2-i曲线；
E1、PV组串通过二极管DB并接一个大容量的电容CPV，由于CPV与PV模块内部电容的比值大于数百倍，得出CPV电容电压无跃变定律：在发生突变遮蔽的瞬间，二极管DB使得PV组串输出端与CPV相互隔离，CPV的端压保持不变，直流母线电压为Vdcb用下式表示：
Vdcb(t0)＝VmpS＝Vmp2(t1)(5.1)
式中，t0表示为未遮蔽状态—初态，t1表示部分遮蔽状态—次态；VmpS是PV组串在MPP点处的电压；Vmp2(t1)是t1时刻MPP2点的电压值；
在突变遮蔽瞬间，近似认为工作点由v-i-i曲线的MP点—E点直接跳变v-i-c曲线MPP2点—F点，随后系统稳定地工作在MPP2局部最大功率点；
当系统稳定在MPP2点，使用辨识准则1判断遮蔽是否发生，如果遮蔽已经发生，使用辨识准则2预测MPP1是否为GMP点的准则，在此过程中需要计算未遮蔽模块在MP点的电流值Imp-max；
与光照变化速度相比，开关变换器的响应时间略去不计，因此在突变遮蔽瞬间，假定太阳光照值维持不变，则有：
Imp-max＝Imp(t0)   (5-2)
式中Imp(t0)是遮蔽前MP点的电流，因此，将式(5-2)代入辨识准则2，得到修改后的辨识准则2-预测MPP1为GMP点的准则，即用实际测量值替代Imp-max的估算值；
辨识准则4—突变工况的辨识遮蔽准则：
如果Imp(t1)＜Imp(t0)且
则遮蔽已经发生且MPP2为首先搜索到的局部MP点；
辨识准则5—均匀光照发生变化的辨识准则：
其中，RmpS(t1)为次态时刻PV组串的最大功率点处的交流电阻；RmpS(t0)为初态时刻PV组串的最大功率点处的交流电阻；Nmp(t0)为初态时刻时，处于最大功率点处模块的个数；
E2、突变工况GMPPT算法：
第一步辨识突变遮蔽是否发生，根据Imp(t0)、Imp(t1)和当前工作在MP点的模块数目Nmp(t1)参数值，在局部MP点应用辨识准则4判别遮蔽是否发生，如果未发现遮蔽现象，则维持当前参考电流，进入实时P&O-MPPT跟踪，否则，则进入第二步；
第二步辨识当前局部MP点—MPP2点是否为GMP点，使用修改后的辨识准则2，即Imp-max＝Imp(t0)判断MPP2点是否为GMP点，如果MPP2点是GMP点，进入实时P&O-MPPT跟踪，否则，转入第三步；
第三步用软捕获技术将当前MP点牵引至GMP点-MPP1点，扫描电流的表达式为：
Iscan(t-t1)＝ImpG(t-t1)/Tc+Imp1(t1),t≥t1   (5.5)
其中，ImpG＝Imp(t0)
式中，t表示扫描时间，Iscan为扫描电流，扫描初态时刻和次态时刻的电流差值，Imp1(t1)为次态时刻的最大功率点电流，ImpG为全局最大功率点处的电流；
F、动态遮蔽工况的GMPPT方法：
如果一块缓慢移动的阴影不断遮蔽PV组串的表面且其地面投影面积远远大于该组串的表面积，则形成一个动态遮蔽的过程，使用下面条件分析动态遮蔽过程的性能：PV组串的结构中N1个未遮蔽模块，N2个遮蔽模块，其总模块数目Ns＝N1+N2＝12,遮蔽模块数目N2＝1～
11之中取值，PV1和PV2子串接收的光照值分别为1kW/m2和0.4kW/m2；
当遮蔽模块数N2Pmp2，MPP1为GMP点，当N2＝6时，Pmp1≈Pmp2；
基于CPV电容电压的无跃变定律，当PV组串中仅有一个遮蔽模块时，即N2＝1，输入电容CPV电压的表达式为：
Vdcb(to)＝Vmp＝Vmp2(t1)   (6.1)
式中，t0表示为未遮蔽状态—初态，t1表示部分遮蔽状态—次态，MPPT模块搜索到第一个局部MP点为D点，这种工况等价于突变遮蔽工况，使用步骤E中给出的算法需找GMP点—MPP1点；
在动态遮蔽工况，遮蔽模块数目是不断变化的，通过以下方法探索其GMPPT的算法：
当N2ΔVmp1＝VmpM-E   (6.2)
ΔPmp1＝-Imp(to)ΔVmp1   (6.3)
其中VmpM为模块PV模块在最大功率点处的电压(6,7)；
所以，v-i-c曲线上的E点向左平移了⊿Vmp1，而v-p-c曲线上的MPP1点将向左下方移动；
在动态遮蔽过程中，v-i-c曲线上的D点和v-p-c曲线上的MPP2点基本保持不变，即MPP2点的参数，除电阻值外，与遮蔽模块数无关；
由公式(3.6c)得到临界模块数Ncritical的估算公式：
Pmp1＝Pmp2,Imp1＝Imp(to)；Imp2＝Imp(t1)
NcriticalImp(to)≈NsImp(t1)
应用上式推导出辨识动态遮蔽的辨识准则：
辨识准则6–动态遮蔽辨识准则1：
如果
辨识准则7–动态遮蔽辨识准则2：
如果
其中α为修正系数；
辨识准则8–动态遮蔽局部MP点位置的辨识准则3：
假定OP已到达一个局部MP点，其参数为Imp和Vmp；
如果Imp＝Imp(t1)或Vmp≈NsVmppM,则当前MP点位于MPP2点；
如果Imp＝Imp(t0)或Vmp＜(Ns-1)VmppM,则当前MP点位于MPP1点；
基于上述准则6～8，归纳出动态遮蔽工况GMPPT算法：
第一步，辨识局部MP点的位置，根据局部MP的参数Imp和Vmp，应用辨识准则8判断当前MP点位于MPP1点或MPP2点；
第二步，辨识当前局部MP点是否为GMP点，如果当前MP点位于MPP1点，应用辨识准则6判断该工作点是否为GMP点，如果当前MP点为GMP点，系统停止搜索；否则转入到第三步；
如果MPP2为当前局部MP点，应用辨识准则7判断其是否为GMP点，如果当前MP点为GMP点，系统停止搜索；否则转入到第三步；
第三步用软捕获技术将当前MP点牵引至GMP点。

• pv
• 遮蔽
• mp
• imp
• mpp2
• mpp1
• 辨识
• gmp
• 准则
• gmppt