一种光伏系统的最大功率点跟踪方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及新能源，具体涉及一种光伏系统的最大功率点跟踪方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、在新能源技术领域中，对于太阳能光伏转电的系统，最大功率点跟踪即mppt(maximum power point tracking)技术是提高光能转化为电能的关键，极大的提高了追踪效率和速度。对于传统的mppt算法如扰动观测法、增量电导法等，在复杂多变且不同的实际运用环境中往往会存在不同的隐患，如稳定性差、响应速度慢、跟踪精度低以及速度慢等问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种光伏系统的最大功率点跟踪方法、装置、设备及介质，以解决现有技术中的mppt算法跟踪速度慢的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种光伏系统的最大功率点跟踪方法，方法包括：获取当前时段光伏系统的输入电压、输出电压以及输出电流，基于输出电压和输出电流确定当前时段的输出功率；判断当前时段的输出功率是否大于等于标记最大功率；当当前时段的输出功率小于标记最大功率时，在第一扰动状态、第二扰动状态和第三扰动状态之间根据预设步长以锯齿形的波动进行第一预设次数的扰动，并获取每次扰动的输入电压、输出电压以及输出电流，得到第一次扰动期间的输出功率最大值和输出功率最小值；基于输出功率最大值和输出功率最小值的关系或输出功率最大值与标记最大功率的关系调整预设步长；根据调整后的步长以及输出功率最大值和标记最大功率的关系进行预设次数扰动期间的扰动，并获取扰动中输出功率的最大值作为新的标记最大功率，最大功率点电压为扰动后的输入电压。

3、本发明实施例提供的光伏系统的最大功率点跟踪方法，在跟踪过程中，采用锯齿波的波动对输入电压进行扰动以跟踪最大功率点，即以预设步长对输入电压进行扰动使其在第一扰动状态、第二扰动状态以及第三扰动状态之间进行扰动。由此，以锯齿波的波动形式进行扰动能够更快的追踪到最大功率点，极大的提高了追踪效率和追踪速度，使光伏系统传输的能量能够以最大效率的输入给电池等产品，提高了电池的性能，也提高了太阳能发电的经济型和可靠性以及对环境变换的适应性。

4、在一种可选的实施方式中，当当前时段的输出功率小于标记最大功率时，在第一扰动状态、第二扰动状态和第三扰动状态之间根据预设步长以锯齿形的波动进行第一预设次数的扰动，包括：当当前时段的输出功率小于标记最大功率时，进入第一扰动状态，控制输入电压或电压参考值以预设步长递增，电压参考值为固定电压式最大功率点跟踪中的给定电压值；判断递增后的输入电压或电压参考值是否大于本次扰动过程的扰动上限；当不大于扰动上限时，继续控制输入电压或电压参考值以预设步长递增，且每递增一次扰动次数增加1；当大于扰动上限时，进入第二扰动状态，控制输入电压或电压参考值以预设步长递减；判断递减后的输入电压或电压参考值是否小于本次扰动过程的扰动下限；当不小于扰动下限时，继续控制输入电压或电压参考值以预设步长递减，且每递减一次扰动次数增加1；当小于扰动下限时，进入第三扰动状态，控制输入电压或电压参考值以预设步长递增；判断递增后的输入电压或电压参考值是否大于输出电压；当不大于输出电压时，继续控制输入电压或电压参考值以预设步长递增，且每递增一次扰动次数增加1；当大于输出电压时，进入第一扰动状态，重复上述过程，直至扰动次数达到第一预设次数。

5、在一种可选的实施方式中，本次扰动过程的扰动上限为上一次扰动过程的输出电压和十倍预设步长之和，本次扰动过程的扰动下限为上一次扰动过程的输出电压和十倍预设步长之差。

6、本实施例中，通过以上一次扰动过程的输出电压和十倍预设步长之和作为本次扰动过程的扰动上限，以上一次扰动过程的输出电压和十倍预设步长之差作为本次扰动的扰动下限，然后在扰动上限和扰动下限之间形成锯齿波形式的扰动，其中，在达到扰动上限或扰动下限之前，持续进行扰动，由此通过该锯齿波形式的扰动方式能够更快的跟踪到最大功率点，相比扰动观察法的方式提高了跟踪速率。

7、在一种可选的实施方式中，基于输出功率最大值和输出功率最小值的关系或输出功率最大值与标记最大功率的关系调整预设步长，包括：计算输出功率最大值和输出功率最小值的第一差值或输出功率最大值与标记最大功率的第二差值；当所述第一差值大于第三预设值或第二差值大于第五预设值时，所述预设步长保持不变；当所述第一差值小于等于第三预设值大于第四预设值或第二差值小于第五预设值或大于第六预设值时，所述预设步长调整为第二预设步长；当所述第一差值小于等于第四预设值或第二差值小于等于第六预设值时，所述预设步长调整为第三预设步长，所述第三预设值大于所述第四预设值，所述第五预设值大于第六预设值，所述预设步长大于第二预设步长，所述第二预设步长大于所述第三预设步长。

8、本实施例中，根据输出功率最大值和输出功率最小值的差值的大小或者输出功率最大值和标记最大功率进行步长的调整，在差值较大时，调整为较大的步长，在差值较小时，调整为较小的步长，由此能够提高跟踪精度。

9、在一种可选的实施方式中，根据调整后的步长以及输出功率最大值和标记最大功率的关系进行预设次数扰动期间的扰动，并获取扰动中输出功率的最大值作为新的标记最大功率，最大功率点电压为扰动后的输入电压，包括：当输出功率最大值大于等于标记最大功率时，以输出功率最大值作为标记最大功率，重复输出功率确定、判断以及扰动期间的扰动过程，直至达到预设次数扰动期间，获取扰动中输出功率的最大值作为新的标记最大功率，最大功率点电压为扰动后的输入电压；当输出功率最大值小于标记最大功率时，保持标记最大功率不变，重复输出功率确定、判断以及扰动期间的扰动过程，直至达到预设次数扰动期间，获取扰动中输出功率的最大值作为新的标记最大功率，最大功率点电压为扰动后的输入电压。

10、本实施例中，根据扰动期间输出功率最大值和标记最大功率的关系选取较大的功率以及调整后的步长作为下一次扰动期间的基准，进行多次扰动期间的扰动，从而能够更加快速准确的跟踪到最大功率，提高了扰动的准确性和稳定性。

11、在一种可选的实施方式中，方法还包括：当当前时段的输出功率大于等于标记最大功率时，将当前时段的输出功率作为标记最大功率点，最大功率点电压为当前时段的输出电压。

12、在一种可选的实施方式中，获取当前时段光伏系统的输入电压、输出电压以及输出电流，基于输出电压和输出电流确定当前时段的输出功率之前，方法还包括：判断光伏系统是否为老化模式；当为老化模式时，将最大功率点电压固定为预设最大功率点电压。

13、本实施例中，当判断处于老化模式时，固定最大功率点电压，由此能够降低对电源测试设备的要求，减少因老化产生的电源设备成本。

14、第二方面，本发明提供了一种光伏系统的最大功率点跟踪装置，装置包括：参数获取模块，用于获取当前时段光伏系统的输入电压、输出电压以及输出电流，基于输出电压和输出电流确定当前时段的输出功率；判断模块，用于判断当前时段的输出功率是否大于等于标记最大功率；扰动模块，用于当当前时段的输出功率小于标记最大功率时，在第一扰动状态、第二扰动状态和第三扰动状态之间根据预设步长以锯齿形的波动进行第一预设次数的扰动，并获取每次扰动的输入电压、输出电压以及输出电流，得到第一次扰动期间的输出功率最大值和输出功率最小值；步长调整模块，用于基于输出功率最大值和输出功率最小值的关系或输出功率最大值与标记最大功率的关系调整预设步长；最大功率点确定模块，根据调整后的步长以及输出功率最大值和标记最大功率的关系进行预设次数扰动期间的扰动，并获取扰动中输出功率的最大值作为标记最大功率，最大功率点电压为扰动后的输入电压。

15、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的光伏系统的最大功率点跟踪方法。

16、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的光伏系统的最大功率点跟踪方法。

17、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的光伏系统的最大功率点跟踪方法。