一种最大功率点追踪的方法与流程

专利检索2026-08-19  23


本发明属于卫星电源系统,具体涉及一种最大功率点追踪的方法。


背景技术:

1、卫星电源系统作为微小卫星的核心系统,对微小卫星的发展起着至关重要的作用,它的高集成度、高效率以及高可靠性一直是研究的热点问题。最大功率点追踪(maximumpower point tracking-mppt)是常用在太阳能电池系统的技术,能够在各种情形下输出最大功率,明显地提高太阳能电池阵列输出功率的利用率。扰动观察法是常见的最大功率点追踪的方法,但是该方法中,步长对控制精度和速度影响较大,系统工作点无法稳定在最大功率点上,会导致部分功率损失,并且对外界环境变化的响应能力较差。因此,本发明提出了改进的变步长扰动观察法进行最大功率点追踪,既能提高最大功率点追踪的速度,又能减小最大功率点的震荡,有效地解决现有技术中存在的问题。


技术实现思路

1、针对目前在工程中最常用的扰动观察法的缺陷,本发明提出一种改进的变步长扰动观察法进行最大功率点追踪。

2、本发明的技术方案如下所述:

3、一种最大功率点追踪的方法,包括以下步骤:

4、步骤一:构造电压扰动表达式;

5、步骤二:分析参数λ的范围;

6、步骤三:分析参数k1的范围;

7、步骤四:分析最大功率点追踪的选用算法。

8、所述步骤一:构造电压扰动表达式,如公式1,

9、

10、其中,p(k-1)、v(k-1)是前一时刻的功率、电压,p(k)、v(k)是当前时刻的功率、电压,vref是光伏电池阵列的输出电压,λ是变步长系数,dp/dv为p-v曲线的斜率。

11、所述步骤二:分析参数λ的范围,结合公式2、公式3,计算参数λ的范围,

12、

13、

14、公式2中,|dp/dv|max是p-v曲线最大的斜率的绝对值,δvmax是定步长p&o的最大步长;公式3中,voc是光伏电池的开路电压,mvoc是p-v曲线最大斜率点的电压,i是电流。

15、所述步骤三:分析参数k1的范围,取值范围的确定如公式4,

16、k1≥dp/dv|vref=εvoc                   公式4

17、其中,k1是p-v曲线的斜率,ε是voc的系数。

18、所述步骤四:分析最大功率点追踪的选用算法,具体包括:比较p-v曲线斜率绝对值与k1的大小,若p-v曲线斜率绝对值≥k1,采用定步长,若p-v曲线斜率绝对值<k1,采用变步长。

19、所述步骤四:分析最大功率点追踪的选用算法,具体包括:采样输入当前时刻的电压v(k)和电流i(k),根据p(k)=v(k)*i(k)计算当前输出功率;比较p(k)与p(k-1)的大小,p(k)与p(k-1)之差不为零,继续扰动输出电压,直到p(k)与p(k-1)之差为零。

20、本发明的有益效果为:

21、本发明所用一种改进的变步长扰动观察法进行最大功率点追踪,能够提高最大功率点追踪的速度,减小最大功率点的震荡,有效地解决现有技术中存在的问题。



技术特征:

1.一种最大功率点追踪的方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种最大功率点追踪的方法,其特征在于:所述步骤一:构造电压扰动表达式,如公式1

3.根据权利要求2所述的一种最大功率点追踪的方法,其特征在于:所述步骤二:分析参数λ的范围,结合公式2、公式3,计算参数λ的范围,

4.根据权利要求3所述的一种最大功率点追踪的方法,其特征在于:所述步骤三:分析参数k1的范围,取值范围的确定如公式4,

5.根据权利要求4所述的一种最大功率点追踪的方法,其特征在于:所述步骤四:分析最大功率点追踪的选用算法,具体包括:比较p-v曲线斜率绝对值与k1的大小,若p-v曲线斜率绝对值≥k1,采用定步长,若p-v曲线斜率绝对值<k1,采用变步长。

6.根据权利要求5所述的一种最大功率点追踪的方法,其特征在于:所述步骤四:分析最大功率点追踪的选用算法,具体包括:采样输入当前时刻的电压v(k)和电流i(k),根据p(k)=v(k)*i(k)计算当前输出功率;比较p(k)与p(k-1)的大小,p(k)与p(k-1)之差不为零,继续扰动输出电压,直到p(k)与p(k-1)之差为零。


技术总结
本发明属于卫星电源系统技术领域,具体涉及一种最大功率点追踪的方法。在太阳能电池系统中,使用最大功率点追踪技术,能够在各种情形下输出最大功率。扰动观察法是常见的最大功率点追踪的方法,但是该方法中,步长对控制精度和速度影响较大,系统工作点无法稳定在最大功率点上,会导致部分功率损失,并且对外界环境变化的响应能力较差。本发明公开了一种最大功率点追踪的方法,包括构造电压扰动表达式;分析参数λ的范围;分析参数K1的范围;分析最大功率点追踪的选用算法。本发明提出了改进的变步长扰动观察法进行最大功率点追踪,既能提高最大功率点追踪的速度,又能减小最大功率点的震荡,有效地解决现有技术中存在的问题。

技术研发人员:孙瑞梅,刘月雷,韩晓鑫,郑炜,张锴,张永乐,邓伟,祁珑慧,骆海潮,黄喆,侯秀林,刘仁杰,张莹,周亚光,罗子建
受保护的技术使用者:北京航天万源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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