專利名稱：一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風光互補發(fā)電系統(tǒng)，特別涉及一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤控制方法。
背景技術：
風光互補發(fā)電系統(tǒng)受到光照、溫度、風速及方向的影響很大，在某一外界環(huán)境條件下對應著相應的最大功率點。因此，需進行最大功率跟蹤控制來提高系統(tǒng)的發(fā)電效率。目 前較為常用的最大功率點跟蹤算法之一是擾動觀察法，該方法與葉尖速比、增量電導和功率反饋等方法相比，測量參數(shù)少，結構簡單。其算法原理是通過擾動前后功率的變化量進行擾動方向的判斷，先賦予一個輸出電壓信號，再進行功率測量，若功率變化量大于零，則表不擾動方向正確，可向同一方向繼續(xù)擾動；若功率變化量小于零，則向反方向擾動。該算法的缺點是跟蹤精度、速度與跟蹤步長以及初始值的選取密切相關，若跟蹤步長太小，當外界環(huán)境變化較快時其跟蹤速度緩慢；若跟蹤步長太大，當?shù)竭_最大功率點附近時，會加大震蕩從而損失較多功率，有時在運行中發(fā)生程序控制失序，出現(xiàn)“誤判”現(xiàn)象。鑒于以上缺陷，實有必要提供一種改進的風光互補發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤控制方法，避免擾動觀察法震蕩所產(chǎn)生的功率損失，更精確的跟蹤到系統(tǒng)的最大功率點。為解決以上技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤控制方法，包括以下步驟(I)給定太陽能發(fā)電系統(tǒng)的步長A U與初始電壓U0和初始電流Itl及風力發(fā)電系統(tǒng)的步長A W與初始轉速W，然后測量風光互補發(fā)電系統(tǒng)的電壓U1和電流I1或者風力發(fā)電系統(tǒng)的轉速Q(mào)1，采用擾動觀察法搜索風光互補發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點電壓或風力發(fā)電系統(tǒng)的轉速，如果該電壓與前一周期的最大功率點電壓的差值小于S或者該轉速與前一周期的最大轉速的差值小于S，則停止搜索；(2)在步驟(I)的搜索結果中選取最大功率點附近的三個點電壓U/、U2’和U/或者三個點轉速《/，《2’，《/，然后判斷
權利要求
1.一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤控制方法，其特征在于包括以下步驟 (1)給定太陽能發(fā)電系統(tǒng)的步長ΛU與初始電壓U0和初始電流Itl及風カ發(fā)電系統(tǒng)的步長Λ ω與初始轉速ω，然后測量風光互補發(fā)電系統(tǒng)的電壓U1和電流I1或者風力發(fā)電系統(tǒng)的轉速Q(mào)1，采用擾動觀察法搜索風光互補發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點電壓或風カ發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點轉速，如果該電壓與前一周期的最大功率點電壓的差值小于S或者該轉速與前一周期的最大功率點轉速的差值小于S，則停止捜索； (2)在步驟(I)的搜索結果中選取最大功率點附近的三個點電壓U/、U2’和U3，或者三個點轉速 /，ω2’，ω3’，然后判斷(",’ > (I, ’ > IJ...，)& 1\ ' > Ρ'Ι\' > ハ’) 1ムJ21 23或夫 > CO1, > ω/) & (ノ)2，> /V,/V > /V) (U., ■' < υ, ’ < υ ノ)& (P, ’ > ι\，. p2’ > !)ハ UV < < <> IYJV >へ，、)是否成立，其中，分別為最大功率點附近的三個點電壓U/、U2’、U3’或者三個點轉速ω/，ω2’，ω/所對應的功率值，如果成立，則求出二次插值法圖像的系數(shù)a，b，C，如果不成立，則令U3，=U2’，V =U/，P3, =P/，P2，=P/，或者令ω/ =ω2，，ω2，=ω/，Ρ3，=Ρ2’，Ρ2’ =P/，然后則求出二次插值法圖像的系數(shù)a, b, c,其中， 對于太陽能發(fā)電系統(tǒng)，二次插值多項式的函數(shù)一般式為L(U) = aU2+bU+c，其中， _P19_ _P _ _P/ _ (U1,-U1W1,-U;) (U2'-U1W2'-IL) (U:-U1W::-U2^) b f(v+ひ/) ,w/+ひ/) , mu/+u2f) (U1,-U2W1,-U/) (LhJ-UlW2，-U/)(ひ/-ひ/)(ひ3，-ひ2，)一if Uぐひ,，——P1' U1' ひ/一一P U1' 人，— (ひパ—CVXiV —CZ3’} (U2'-U1W2'-U；) (Li/-U1W/-U/)5 對于風カ發(fā)電系統(tǒng)，二次差值多項式的函數(shù)一般式為L ( ω ) = a ω 2+b ω +c，其中， — /；'/VPO, —--1---h-(O)i -ω- ')( ο, -oh ) (ω,' - Co,1 }(ακ - ο.), ) (ω, -- ω,) /, \ω2 τ + ο,') + P1'(ω/ + ω-.') i P3\ο),' + O1') (ολ — οχ )( ο, —Co' ) (CO-, — )' )(ο.)2 ~(0^ ) (co-f — CO1 )(<w; — 2，) 一/；' ω jo^ _ _ IV co ω'，_ + —ベ’供，ω2，_ {ω,7- ω2 'Ycoi，- co- ’)(ω2，— Coi '){a)2' — coy ’)( υ,，- ο\')( /- ω2;) (3)根據(jù)公式Uref= -2a/b或者ωΜ = -2a/b計算二次插值法得到的最大功率點電壓或轉速； (4)t時間后，判斷比較Urrf-Um< δ ^ Qref-Qm < δ是否成立，如果成立，則輸出風光互補發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點Uref或者轉速ω ref,如果不成立，重復步驟(I)至步驟(4)直至Uref-Um < δ或者COref-COm < δ成立，其中，Um和分別為擾動觀察法得到的最大功率點電壓和轉速。
2.如權利要求I所述的風光互補發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤控制方法，其特征在于所述采用擾動觀察法搜索風光互補發(fā)電系統(tǒng)的最大功率電壓的方法包括以下步驟 (a)對于太陽能發(fā)電系統(tǒng)計算P1和P2jP1=U1X I”P2=U2X I1,U2KU1+ Λ U)，其中，P1為測量的電壓U1所對應的功率值；對于風力發(fā)電系統(tǒng)計算Pfkco Ap2=Icco23, ω2= ( Q1+ Δ ω )，k=4AX P XCtX π 3XR3,其中，A為風カ發(fā)電的扇葉面積，P為空氣密度，Ct為風能利用率，R為風輪半徑，其中，P1為測量的轉速O1所對應的功率值； (b)判斷P2和P1的關系，如果P1> P2，且U1 > U2，或者P1 < P2，且U1 < U2或者P1 >P2，且CO1 > ω2，或者P1 < P2，且CO1 < ω2，則最大功率點電壓Um = U2+Λ U，最大功率點轉速 Qm= ω2+Δ ω，如果 P1 > P2，且 U1 < U2，或者 P1 < P2，且 U1 > U2，或者 P1 > P2，且 O1< ω2，或者P1 < P2，且CO1 > ω2，則最大功率點電壓Um = U2-Λ U，最大功率點轉速GJm =ω ω0- Λ ω 0
全文摘要
本發(fā)明提供了一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤控制方法，結合擾動觀察法和二次插值法計算風光互補發(fā)電系統(tǒng)的最大功率，其特點是(1)擾動觀察法測量參數(shù)少，結構簡單，通過不斷擾動趨于系統(tǒng)的最大功率點；(2)二次插值法通過擬合二次曲線得出光伏發(fā)電的最大功率點電壓以及風力發(fā)電的最大功率點轉速；(3)本專利將兩種方法進行結合可以避免擾動觀察法震蕩所產(chǎn)生的功率損失，揚長避短，可以快速精確的找到最大功率點。
文檔編號G05F1/67GK102749955SQ20121025315
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權日2012年7月20日
發(fā)明者劉婷, 劉芳, 婁秀麗, 張麗霞, 張秀霞, 馬行, 高岳林 申請人:北方民族大學