本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法。

背景技術(shù)：

實(shí)際光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行中，光伏陣列容易受到的陰影遮擋等因素影響，這種光照不均勻的情形會造成發(fā)電功率大幅度下降，極端情形下，系統(tǒng)輸出功率嚴(yán)重降低會帶來電網(wǎng)穩(wěn)定性問題，可能會對光伏陣列中的光伏元件造成熱損傷；同時，局部陰影遮擋條件下，光伏組件輸出功率曲線呈現(xiàn)出多峰值特點(diǎn)，為最大功率點(diǎn)跟蹤帶來了難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法，提升獲取系統(tǒng)最大功率點(diǎn)的效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例公開了一種適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法，包括光伏組件、光伏優(yōu)化器、集中逆變器，所述光伏組件通過光伏優(yōu)化器與集中逆變器連接，所述光伏優(yōu)化器包括功率電路和控制電路，所述功率電路為buck變換器，所述控制電路用于采集所述光伏組件的輸入電壓和輸入電流，并根據(jù)所述光伏組件的輸入電壓和輸入電流向所述buck變換器的開關(guān)管發(fā)送脈沖信號，以通過所述脈沖信號控制所述開關(guān)管的導(dǎo)通狀態(tài)，所述方法包括以下步驟：s1：所述控制電路控制所述開關(guān)管導(dǎo)通，當(dāng)滿足預(yù)設(shè)啟動條件時，進(jìn)入步驟s2；s2：從指定初值開始連續(xù)改變脈沖占空比，比較得出全局最大功率及其對應(yīng)的脈沖占空比；s3：以最大功率值對應(yīng)的脈沖占空比為初始值開始，通過采集滯環(huán)寬度處的占空比對應(yīng)的功率改變占空比，尋找局部功率極值；s4：重復(fù)步驟s3，每間隔預(yù)設(shè)時間重復(fù)執(zhí)行步驟s2。

進(jìn)一步地，所述連續(xù)改變的脈沖信號的占空比從小到大依次相差固定步長。

進(jìn)一步地，步驟s3進(jìn)一步包括：

s301：計(jì)算工作點(diǎn)a的功率pa，工作點(diǎn)a的占空比為第一占空比；

s302：向第一方向移動一個步長到達(dá)工作點(diǎn)b，工作點(diǎn)b的功率pb；

s303：向第二方向移動兩個步長到達(dá)工作點(diǎn)c，工作點(diǎn)c的功率pc，所述第一方向和所述第二方向的方向相反；

s304：計(jì)算δp1＝pb-pa,δp2＝pa-pc,若δp1與δp2符號相同且為正號，則工作電壓按照原方向進(jìn)行擾動；若符號都為負(fù)號，工作電壓向反方向進(jìn)行擾動；若符號不同，工作電壓不變。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法，采用滯環(huán)擾動與全局掃描相結(jié)合的方式，能夠在局部陰影遮擋等較為復(fù)雜的環(huán)境下能以較快的速度跟蹤到全局最大功率點(diǎn)，系統(tǒng)啟動時執(zhí)行的啟動條件判斷有助于光伏系統(tǒng)的順利啟動。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明一個實(shí)施例的光伏優(yōu)化器的電路圖；

圖3是本發(fā)明一個實(shí)施例的適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法的程序執(zhí)行流程圖；

圖4是本發(fā)明一個實(shí)施例的滯環(huán)效果的擾動觀察法子程序的執(zhí)行流程圖；

圖5(a)是本發(fā)明一個實(shí)施例的帶滯環(huán)的擾動觀察法的示意圖，圖5(b)為傳統(tǒng)擾動法與帶滯環(huán)擾動法的示意圖；

圖6是本發(fā)明一個實(shí)施例的全局掃描子程序的執(zhí)行流程圖；

圖7是本發(fā)明的仿真中光伏組件的連接示意圖；

圖8是本發(fā)明仿真中buck型光伏優(yōu)化器拓?fù)洌?/p>

圖9(a)是本發(fā)明仿真一中情形一中兩種算法下優(yōu)化器輸出功率比較圖，圖9(b)是本發(fā)明仿真一中情形一中兩種算法下算法中占空比變化波形圖，圖9(c)發(fā)明仿真一中情形二中兩種算法下優(yōu)化器輸出功率比較圖，圖9(d)是本發(fā)明仿真一中情形二中兩種算法下算法中占空比變化波形圖；

圖10(a)是本發(fā)明仿真二中兩種算法下優(yōu)化器輸出功率比較圖，圖10(b)是本發(fā)明仿真二中兩種算法下算法中占空比變化波形圖；

圖11是本發(fā)明仿真三中的光強(qiáng)變化波形圖；

圖12是本發(fā)明仿真三中的光伏組件電壓功率曲線圖；

圖13(a)是本發(fā)明仿真三中的兩種算法下優(yōu)化器輸出功率比較圖，圖13(b)是本發(fā)明仿真三中的兩種算法下算法中占空比變化波形圖；

圖14(a)是本發(fā)明仿真四中光伏組件的連接示意圖，圖14(b)是本發(fā)明仿真四中單個光伏組件中光伏元連接示意圖；

圖15是本發(fā)明仿真四中單個光伏組件的輸出特性圖；

圖16是本發(fā)明仿真四中光伏系統(tǒng)總輸出功率圖；

圖17(a)是本發(fā)明仿真四中受陰影遮擋影響下兩種算法輸出功率比較圖，圖17(b)是本發(fā)明仿真四中兩種算法下算法中占空比變化波形圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實(shí)施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實(shí)施例中的一些特定實(shí)施方式，來表示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。

以下結(jié)合附圖描述本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法的流程圖，圖2是本發(fā)明一個實(shí)施例的光伏優(yōu)化器的電路圖。如圖1和圖2所示，一種適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法，包括光伏組件pv、光伏優(yōu)化器(包括功率電路和控制電路)和集中逆變器(即負(fù)載rl)。光伏組件pv通過光伏優(yōu)化器與負(fù)載rl連接。功率電路為buck變換器，控制電路用于采集光伏組件pv的輸入電壓和輸入電流，并根據(jù)光伏組件pv的輸入電壓和輸入電流向buck變換器的開關(guān)管q發(fā)送脈沖信號，以通過脈沖信號控制開關(guān)管q的導(dǎo)通狀態(tài)。適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法包括以下步驟：

s1：控制電路控制開關(guān)管導(dǎo)通，當(dāng)滿足預(yù)設(shè)啟動條件時，進(jìn)入步驟s2；

s2：從指定初值開始連續(xù)改變脈沖占空比，比較得出全局最大功率及其對應(yīng)的脈沖占空比；

s3：以最大功率值對應(yīng)的脈沖占空比為初始值開始，通過采集滯環(huán)寬度處的占空比對應(yīng)的功率改變占空比，尋找局部功率極值；

s4：重復(fù)步驟s3，每間隔預(yù)設(shè)時間重復(fù)執(zhí)行步驟s2。

具體地，圖3是本發(fā)明一個實(shí)施例的適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法的程序執(zhí)行流程圖。如圖3所示，優(yōu)化器(即功率電路+控制電路)上電后，程序首先執(zhí)行空載判斷，若電流持續(xù)大于啟動閾值電流指定時間，則開始執(zhí)行最大功率點(diǎn)跟蹤程序；若不滿足啟動條件，則設(shè)置輸出占空比為1。tcnt的初始值為0，即程序首先執(zhí)行全局掃描子程序。全局掃描從指定占空比初值開始，按固定步長間隔的序列記錄下不同占空比下的優(yōu)化器功率，每一次主循環(huán)中僅記錄一個特定占空比下的功率。當(dāng)優(yōu)化器電壓低于閾值電壓時，則停止全局掃描算法，將功率點(diǎn)移動至之前功率最大點(diǎn)處。

程序結(jié)構(gòu)為循環(huán)結(jié)構(gòu)，tsam為最大功率點(diǎn)跟蹤算法的定時器變量，tcnt為全局掃描子程序的定時器變量，ismp為電流采樣值，ilim為進(jìn)入全局掃描子程序或進(jìn)入滯環(huán)擾動程序的啟動電流閾值，usmp為電壓采樣值，ulim為進(jìn)入滯環(huán)擾動程序的電壓閾值，d為占空比。在優(yōu)化器啟動后，每次進(jìn)入主循環(huán)時定時器變量自減1，直到定時器變量減為0，定時器變量重新裝載初值，執(zhí)行相應(yīng)代碼。tsam減為0時，帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤法算法開始執(zhí)行，tsam裝載的值決定了采樣頻率以及滯環(huán)擾動子程序的頻率；同理，tcnt決定了全局掃描子程序的頻率。改變tsam、tcnt的值即可微調(diào)滯環(huán)擾動子程序以及全局掃描子程序的配合關(guān)系。在實(shí)際中，滯環(huán)擾動子程序與全局掃描子程序的配合關(guān)系影響了光伏優(yōu)化器的工作效率。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，多個脈沖信號的占空比從小到大依次相差固定步長。圖4是本發(fā)明一個實(shí)施例的滯環(huán)效果的擾動觀察法子程序的執(zhí)行流程圖。如圖4所示，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，步驟s3包括：

s301：計(jì)算工作點(diǎn)a的功率pa(pa＝ua×ia)，工作點(diǎn)a的占空比為第一占空比；

s302：向第一方向移動一個步長δd到達(dá)工作點(diǎn)b(db為工作點(diǎn)b的占空比)，工作點(diǎn)b的功率pb(pb＝ub×ib)；

s303：向第二方向移動兩個步長到達(dá)工作點(diǎn)c(dc為工作點(diǎn)c的占空比)，工作點(diǎn)c的功率pc(pc＝uc×ic)，第一方向和第二方向的方向相反；

s304：分別計(jì)算δp1＝pb-pa,δp2＝pa-pc,若δp1與δp2大于零，則中間變量t增加1，反之減1；t＝2即表示δp1與δp2符號相同且為正號，則工作電壓按照原方向進(jìn)行擾動；若t＝-2即表示δp1與δp2符號都為負(fù)號，工作電壓向反方向進(jìn)行擾動；若符號不同，t＝0，工作電壓不變。

圖5(a)是本發(fā)明一個實(shí)施例的帶滯環(huán)的擾動觀察法的示意圖。如圖5(a)所示，若當(dāng)前工作點(diǎn)為a′，擾動方向?yàn)殡妷赫较?，按照本發(fā)明的擾動觀察法則會依次對b′、c′的功率進(jìn)行采樣，可以看到δp1與δp2符號相同且為正號，帶滯環(huán)的擾動觀察法會維持正方向的擾動電壓直到尋找到最大功率點(diǎn)a″；對于跟蹤功率下降的工作情形可以類比得出：算法會維持負(fù)方向的擾動電壓直到尋找到最大功率點(diǎn)。本發(fā)明的帶滯環(huán)的擾動觀察法可以按照光伏組件的最大功率進(jìn)行輸出。

圖5(b)為傳統(tǒng)擾動法與帶滯環(huán)擾動法的示意圖。如圖5(b)所示，對于帶滯環(huán)的擾動觀察法算法，若采樣到a″，此時環(huán)境變化，光照強(qiáng)度降低，接下來采樣到b″、c″，計(jì)算得δp1與δp2符號異號，算法將維持當(dāng)前工作電壓。

對比傳統(tǒng)擾動法而言，若優(yōu)化器工作在最大工作點(diǎn)左側(cè)，電壓向電壓升高方向擾動，此時采樣到a′時環(huán)境變化，光照強(qiáng)度降低，下一時刻采樣到b′，算法判斷電壓擾動方向?yàn)殡妷航档头较?，由圖可以看出傳統(tǒng)擾動法的擾動方向是背離最大功率點(diǎn)的。即擾動觀察法誤判，在輻照度持續(xù)下降的過程中，則可能出現(xiàn)連續(xù)誤判的情況。與傳統(tǒng)的擾動觀察法相比較，在本發(fā)明的帶有滯環(huán)的擾動觀察法中，通過增加采集c點(diǎn)的功率信息形成滯環(huán)，進(jìn)行帶有滯環(huán)特性的雙向擾動，從而抑制了傳統(tǒng)擾動觀察法的震蕩現(xiàn)象。由上述分析可以推演出：在光照強(qiáng)度持續(xù)下降的情形下，帶有滯環(huán)的擾動觀察法不會出現(xiàn)傳統(tǒng)的擾動觀察法連續(xù)誤判的情形。

圖6是本發(fā)明一個實(shí)施例的全局掃描子程序的執(zhí)行流程圖。如圖3圖6所示，tcnt是定時變量，普通計(jì)數(shù)狀態(tài)時，程序運(yùn)行滯環(huán)擾動算法，tcnt自減，tcnt＝0時計(jì)數(shù)周期結(jié)束，進(jìn)入全局掃描程序。每次進(jìn)入全局掃描程序時，首先判斷檢測初始化標(biāo)志位scaninit，對全局掃面起始占空比、用于記錄最大功率的pmax以及最大功率對應(yīng)的占空比dmax等參數(shù)賦初值，初始化標(biāo)志位scaninit在全局掃描結(jié)束之后置1，用于標(biāo)志下次全局掃描的參數(shù)初始化。從起始占空比開始測量優(yōu)化器的輸入功率，將初始占空比下的功率作為最大功率pmax以便下一次的比較，同理，起始占空比即為dmax。每次進(jìn)入程序后占空比增加固定步長，測量占空比增加后的優(yōu)化器輸入功率，與pmax比較，若占空比變化后的功率更大，則記錄較大的功率及其對應(yīng)的占空比。在全局掃描中采用的步長較大，通過依次比較不同占空比下優(yōu)化器的輸出功率，最終可以得到從起始占空比至占空比上限區(qū)間中的最大功率點(diǎn)。到達(dá)占空比上限0.99時停止掃描，設(shè)置占空比為最大功率點(diǎn)對應(yīng)的值，重新裝載定時變量tcnt，等待下一次進(jìn)入全局掃描程序。

本發(fā)明實(shí)施例的適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法具有如下特點(diǎn)：

1、優(yōu)化器空載時占空比輸出為1，優(yōu)化器處于待機(jī)狀態(tài)：這時程序即時采集通入優(yōu)化器的電流，電流持續(xù)超出空載電流閾值時，以全局掃描結(jié)合以低電壓判斷的方式啟動優(yōu)化器；結(jié)束空載狀態(tài)后，首先執(zhí)行全局掃描程序，通過疊加固定步長的占空比逐步檢測光伏組件輸入電壓，避免優(yōu)化器由于輸入電壓低于系統(tǒng)工作電壓而重新啟動。啟動時電流電壓的復(fù)合判斷條件，有助于集中逆變器并網(wǎng)，使得光伏系統(tǒng)的得以順利啟動。同時，首先執(zhí)行的全局掃描算法可以保證光伏系統(tǒng)即使在陰影遮擋條件下能以較快的速度尋找最大功率點(diǎn)進(jìn)行電能輸出；

2、若系統(tǒng)通過了空載判斷、低電壓判斷，則系統(tǒng)進(jìn)入如下運(yùn)行方式：正常工作條件下，按照滯環(huán)擾動方式運(yùn)行，程序定時執(zhí)行全局掃描算法。上文中提及了傳統(tǒng)的擾動觀察法、帶滯環(huán)的擾動觀察法、全局掃描法。可以看出三種算法不盡相同，帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤法克服了傳統(tǒng)的擾動觀察法連續(xù)誤判的問題，缺點(diǎn)是僅僅可以跟蹤到局部功率最大點(diǎn)，而全局掃描的方法可以實(shí)現(xiàn)全局最大功率點(diǎn)的跟蹤，但在掃描過程中會造成較大的功率損失。

本發(fā)明的特性在于采取了復(fù)合算法的優(yōu)勢，合適的全局掃描時機(jī)可以把當(dāng)前工作點(diǎn)移動到全局功率最大點(diǎn)，全局掃描期間也可以對光伏組件輸出能力做出一個簡單的評估，以防止優(yōu)化器輸入電壓不足引起優(yōu)化器重新啟動，優(yōu)化器在正常運(yùn)行時程序大部分時間在執(zhí)行滯環(huán)擾動程序，這樣就避免了全局掃描算法帶來的功率損失。

以下將通過本發(fā)明實(shí)施例的適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法進(jìn)行仿真，以進(jìn)一步說明本發(fā)明的光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法的有益效果。

圖7是本發(fā)明的仿真中光伏組件的連接示意圖。如圖7所示，仿真實(shí)驗(yàn)平臺為psim，在仿真實(shí)驗(yàn)中以三個光伏組件串聯(lián)為單位組串，仿真采用兩組組串并聯(lián)的形式，每個光伏組件輸出側(cè)均反并聯(lián)有二極管。

圖8是本發(fā)明仿真中buck型光伏優(yōu)化器拓?fù)?。如圖8所示，仿真中使用的拓?fù)錇閎uck型dc-dc變換器，c模塊是psim中的一個仿真元件，通過c語言編程可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的算法邏輯。

仿真一：空載工況相關(guān)仿真

以三個帶有光伏優(yōu)化器的光伏組件串聯(lián)為例進(jìn)行空載工況下的仿真。第一種情形以空載條件啟動，1.5s時負(fù)載側(cè)合閘，模擬了光伏系統(tǒng)正常啟動時這一工況；第二種情形初始狀態(tài)為正常工作狀態(tài)，在1.5s時負(fù)載側(cè)跳閘，2s時負(fù)載側(cè)重新合閘，模擬了負(fù)載側(cè)故障時跳閘以及重合閘的情形。

圖9(a)是本發(fā)明仿真一中情形一中兩種算法下優(yōu)化器輸出功率比較圖，圖9(b)是本發(fā)明仿真一中情形一中兩種算法下算法中占空比變化波形圖，圖9(c)發(fā)明仿真一中情形二中兩種算法下優(yōu)化器輸出功率比較圖，圖9(d)是本發(fā)明仿真一中情形二中兩種算法下算法中占空比變化波形圖。由圖9可以看出，在空載期間系統(tǒng)輸入功率接近為零，普通擾動算法中占空比擾動方向是不確定的，在情形一中占空比是波動的，情形二中占空比持續(xù)上升；帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤法在空載期間保持占空比為1，以保證系統(tǒng)重合閘時可以第一時間檢測到直流母線上的電流變化，保證系統(tǒng)可以以一個較快的速度恢復(fù)至正常狀態(tài)。

仿真二：低功率條件下的啟動仿真

與仿真一類似，以三個帶有光伏優(yōu)化器的光伏組件串聯(lián)為例進(jìn)行低功率工況下的仿真，光伏組件所受光照強(qiáng)度為600w/m²；假設(shè)優(yōu)化器最低工作電壓為12v，當(dāng)優(yōu)化器工作電壓低于12v時，優(yōu)化器重新啟動，即算法中各個變量恢復(fù)為初值值；普通滯環(huán)算法中初始占空比定為0.8。

圖10(a)是本發(fā)明仿真二中兩種算法下優(yōu)化器輸出功率比較圖，圖10(b)是本發(fā)明仿真二中兩種算法下算法中占空比變化波形圖。由圖10可以得出，帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤法在啟動過程中占空比由向高掃描，當(dāng)輸入電壓小于12v時，程序退出全局掃描子程序，以之前掃描到的最大功率點(diǎn)進(jìn)行輸出。同樣可以看出，能保證優(yōu)化器可以正常工作的占空比是低于0.8的，普通滯環(huán)算法中初始占空比定為0.8，這時優(yōu)化器輸入電壓就會小于12v，優(yōu)化器就會反復(fù)重新啟動，出現(xiàn)圖10所示情形。在這種情形下優(yōu)化器輸出功率會收到限制。

仿真三：帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤法在光照連續(xù)下降情形下的仿真

圖11是本發(fā)明仿真三中的光強(qiáng)變化波形圖、圖12是本發(fā)明仿真三中的光伏組件電壓功率曲線圖。與仿真一類似，以三個帶有光伏優(yōu)化器的光伏組件串聯(lián)為例進(jìn)行低功率工況下的仿真，光伏組件所受光照強(qiáng)度統(tǒng)一變化，變化波形如圖11所示。在0.8s時刻，光照強(qiáng)度每秒下降400w/m²，到1.8s時刻光照強(qiáng)度停止下降。圖12給出光伏組件功率-電壓曲線，說明光照強(qiáng)度下降過程中最大功率點(diǎn)向電壓減小的方向移動。

圖13(a)是本發(fā)明仿真三中的兩種算法下優(yōu)化器輸出功率比較圖，圖13(b)是本發(fā)明仿真三中的兩種算法下算法中占空比變化波形圖。由圖13可以看出在光照持續(xù)下降過程中，普通擾動算法始終保持占空比不變，說明占空比擾動方向沒有向最大功率點(diǎn)方向移動，在光照下降過程結(jié)束后，占空比才隨之發(fā)生變化，這個過程反映了普通擾動法存在誤判現(xiàn)象。相對與普通擾動觀察法，帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤法在光照持續(xù)下降的過程中占空比移動方向往最大功率移動，在這個過程中，可以看到帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤法克服了傳統(tǒng)擾動觀察法的誤判現(xiàn)象，并且在整個過程中具有更高的效率。

仿真四：帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤法在多峰值條件下跟蹤功率的仿真

圖14(a)是本發(fā)明仿真四中光伏組件的連接示意圖，圖14(b)是本發(fā)明仿真四中單個光伏組件中光伏元連接示意圖。與仿真一類似，以三個帶有光伏優(yōu)化器的光伏組件串聯(lián)為例進(jìn)行低功率工況下的仿真。圖14(b)中給出了一個光伏組件中光伏元的連接方式，即12個光伏元串聯(lián)與一個二極管反向并聯(lián)，一個光伏組件中由三個這樣的結(jié)構(gòu)串聯(lián)而成。當(dāng)前述三個結(jié)構(gòu)受光不同時，光伏組件的輸出特性呈多峰值特性。在仿真中假設(shè)只有一個光伏組件受到陰影遮擋，前述三個結(jié)構(gòu)分別受光為1000w/m²、800w/m²、600w/m²。為了使結(jié)果更具說明性，仿真采用空載啟動的方式，即0.6s時負(fù)載側(cè)合閘。

圖15是本發(fā)明仿真四中單個光伏組件的輸出特性圖，圖16是本發(fā)明仿真四中光伏系統(tǒng)總輸出功率圖。單個光伏組件的輸出特性如圖15所示。由圖16可以看出采用帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤法的光伏系統(tǒng)輸出功率更高。

圖17(a)是本發(fā)明仿真四中受陰影遮擋影響下兩種算法輸出功率比較圖，圖17(b)是本發(fā)明仿真四中兩種算法下算法中占空比變化波形圖。單獨(dú)分析受陰影遮擋的優(yōu)化器，其功率輸出特性與占空比變化波形圖如圖17所示，在圖17(a)中可以看到普通擾動算法跟蹤功率為局部功率最大點(diǎn)，帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤法保證了系統(tǒng)在啟動后光伏系統(tǒng)就以全局最大功率點(diǎn)進(jìn)行輸出。這一點(diǎn)差異使得帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤法在復(fù)雜工況有著更優(yōu)異的輸出。

另外，本發(fā)明實(shí)施例的適用于光伏優(yōu)化器的帶滯環(huán)擾動全局最大功率點(diǎn)跟蹤方法的其它構(gòu)成以及作用對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言都是已知的，為了減少冗余，不做贅述。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。