CN104765400B - 一种光伏发电系统环境自适应式mppt方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏发电系统环境自适应式MPPT方法，本发明的方法引进电压修正参数ΔU，PI控制环节，实时调节直流斩波器占空比D，加快最大功率点电压Um寻优速度，减小功率损耗，并使最大功率点电压Um实时跟随环境条件变化，减小增量电导法(I&C)寻优步长，快速、准确实现光伏电池MPPT，既改善传统MPPT算法易受环境影响，鲁棒性差，功率损耗较大的缺点，又避免智能型MPPT算法复杂，易陷入局部最优的劣势。

Description

一种光伏发电系统环境自适应式MPPT方法及系统

技术领域

本发明属于光伏电池技术领域，涉及一种新型光伏电池最大功率跟踪(MPPT)方法，具体涉及一种光伏发电系统环境自适应式MPPT方法。

背景技术

全世界范围内能源危机促进了光伏发电系统发展，为充分利用太阳能，最大程度提高光伏电池能量转换效率，发挥光伏器件效能，光伏发电系统普遍采用最大功率点跟踪(MPPT)方法，对光伏器件输出功率加以控制，使其始终工作在最大功率点。根据MPPT方法的特征和具体实现的机理过程，将MPPT方法分为三大类：①基于参数选择方式的间接控制法；②基于采样数据的直接控制法；③基于现代控制理论的人工智能方法。

①基于参数选择方式的间接控制法主要包括恒定电压法、开路电压比例系数法、短路电流比例系数法、差值计算方法等，这一类方法简便易行，减少了工作点在远离最大功率点区域的追踪时间，但对光伏组件的输出特性有较强的依赖性，只能近似跟踪最大功率点，效率较低。

②基于采样数据直接控制法主要包括扰动观测法以及电导增量法等。扰动观测法具有控制逻辑清晰、测量参数少等优点，在工程实践中具有较强的应用普遍性，但其在追踪稳定后存在振荡问题，具有一定功率损失，只能通过调节扰动步长来平衡跟踪精度、速度，且在外界环境条件突变时，乃至出现误判，致追踪失效；电导增量法控制稳定度高，当外部环境参数变化时，系统能平稳地追踪其变化，且与光伏电池的特性及参数无关，但是对控制系统的要求相对较高，电压初值对系统启动过程中的追踪性能有较大影响，若设置不当会产生较大功率损耗。

③现代控制理论的人工智能方法主要包括模糊理论MPPT方法、基于人工神经网络MPPT方法、滑膜控制MPPT方法，以及其他智能复合型方法等。模糊逻辑控制方法原有经验和控制理论绘制列表对系统进行控制，跟踪速度快，达到最大功率点后波动小，具有较好动态及稳态性能，但需事先经过精确设定模糊集、隶属函数形状表等设计环节，难度较大，试验周长，为提高方法速度，需高性能控制器，硬件成本高；神经网络MPPT方法建立的训练过程需要大量样本数据，而组件种类多，大多数参数不同，因此不同的系统需要进行各自有针对性训练达数月或数年之久；滑膜控制MPPT方法在于控制的不连续性，系统追踪速度快，但开关的不断调节会影响系统动、稳态性能，当步长大时，输出电压、功率波动较大。

因此，间接、直接MPPT控制法，控制方法简单、被测参数少，跟随外界环境变化，但实际应用中在最大功率点附近扰动较大，且容易受环境影响，鲁棒性差，功率损耗大。人工智能方法其鲁棒性、灵活性和适合性较好，但方法复杂，易陷入局部最优，设备成本较高。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提出了一种光伏发电系统环境自适应式MPPT方法。

本发明所采用的技术方案是：一种光伏发电系统环境自适应式MPPT方法，是一种环境自适应式MPPT方法，其特征在于：定义系统k时刻，光伏电池输出电压为U_{pv_k}、电流为I_{pv_k}，直流斩波器占空比为D_k，方法流程包括以下步骤：

步骤1：选用适用于工程实际的光伏电池行为模型，引入环境修正参数ΔU、ΔI，获得不同温度及光照下的光伏电池特性参数。

步骤2：设定固定参考电压偏差量ΔU_ref，PI调节参数k_p、k_i，最大功率点电压U_m，电导增量法(I&C)寻优步长Δh；

步骤3：k时刻采样光伏电池输出电压U_{pv_k}、电流I_{pv_k}，根据环境变化，修正参数ΔU对原有环境条件最大功率点电压U_m修正，修正公式为U’_m＝U_mΔU，即得环境条件变化后所对应最大功率点电压U’_m，并执行下述判断：

当(U_{pv_k}-U’_m)绝对值大于ΔU_ref，则(U_{pv_k}-U’_m)通过PI控制器，得出直流斩波器占空比调制量ΔD₁＝(U_{pv_k}-U’_m)(k_p+k_i/s)，k_p、k_i分别PI控制器比例、积分调节系数，再将其与三角波在比较器中比较，形成控制信号对电力电子开关T进行快速调节，调节直流斩波器占空比D_k+1＝D_k+ΔD₁，使光伏电池输出电压U_{pv_k}实时跟踪环境条件变化后所对应最大功率点电压U’_m；

当(U_{pv_k}-U’_m)绝对值等于或小于ΔU_ref，基于电导增量法(I&C)，根据寻优步长Δh，则D_k+1＝D_k±Δh，使U_{pv_k+1}与U’_m间偏差量进一步缩小，并生成MPPT控制器中的调节量，将其与三角波在比较器中比较，形成控制信号对电力电子开关T进行快速调节，实现光伏电池MPPT。

作为优选，步骤1中所述的光伏电池行为模型引入环境修正参数ΔU、ΔI，获得不同温度及光照下的光伏电池特性参数；其光伏电池行为模型的输出电压-电流特性：

$\left\{\begin{array}{c}I={\mathrm{NI}}_{SC}\[1-C_1\left(e^{U/\left({\mathrm{MC}}_2{U}_{oc}\right)}-1\right)\]\\ C_1=(1-I_m/I_{SC})e^{-U_m/\left(C_2{U}_{oc}\right)}\\ C_2=(U_m/U_{oc}-1){\[\ln (1-I_m/I_{SC})\]}^{-1}\end{array}\right.;$

其中M、N分别为其串、并联数，I_sc：短路电流；U_oc：开路电压；I_m：最大功率输出电流；U_m：最大功率输出电压；环境修正参数ΔU、ΔI实时修正光伏电池给定参数：I_sc、U_oc、I_m、U_m，获得不同温度及光照下的光伏电池特性参数；

$\left\{\begin{array}{cc}{I}_{sc}=I_{sc}\mathrm{\Δ}I,& U_{oc}^{,}=U_{oc}\mathrm{\Δ}U\\ I_m=I_m\mathrm{\Δ}I,& U_m^{,}=U_m\mathrm{\Δ}U\end{array}\right.;$

根据修正后I’_sc、U’_oc、I’_m、U’_m，获得不同温度及光照下的光伏电池输出电压-电流特性：

其中环境修正参数ΔU、ΔI，为光照强度S与温度t对应函数：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}I=\frac{S}{S_{ref}}\[1+a(t-t_{ref})\]\\ \mathrm{\Δ}U=\[1-c(t-t_{ref})\]\ln \[e+b\frac{(S-S_{ref})}{S_{ref}}\]\end{array}\right.;$

a、c为温度补偿系数，b为光强补偿系数，三个补偿系数能根据光伏材料、制作工艺差异进行调整。

作为优选，步骤3的具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：采样光伏电池输出电压U_{pv_k}、电流I_{pv_k}；

步骤3.2：求k-1、k时刻输出电压偏差dU、电流偏差dI；

步骤3.3：判断k时刻U_{pv_k}与参数修正后最大功率点电压U’_m偏差绝对值是否超出既定范围ΔU_ref；

若是，则通过PI控制器计算直流斩波器占空比调制量ΔD₁调节直流斩波器占空比D_k+1＝D_k+ΔD₁，执行所述的步骤3.5；

若否，则顺序执行下述步骤3.4.1；

步骤3.4.1：判断电压偏差dU是否为0；

若是，则执行步骤3.4.2.2；

若否，则执行步骤3.4.2.1；

步骤3.4.2.1：判断电流偏差dI、电压偏差dU的比值是否与光伏电池输出k时刻电流I_{pv_k}、电压U_{pv_k}比值相等；

若是，则确定此时光伏电池处于最大功率点P_m，执行步骤3.5；

若否，则执行步骤3.4.3.1

步骤3.4.2.2：判断电流偏差dI是否为0；

若是，则确定此时光伏电池处于最大功率点P_m，执行步骤3.5；

若否，则执行步骤3.4.3.2；

步骤3.4.3.1：判断电流偏差dI_PV、电压偏差dU_pv的比值是否大于光伏电池输出电流I_{pv_k}、电压U_{pv_k}比值的负数；

若是，则执行步骤3.4.4.1；

若否，则执行步骤3.4.4.2；

步骤3.4.3.2：判断电流偏差dI是否大于0；

若是，则执行步骤3.4.4.3；

若否，则执行步骤3.4.4.2；

步骤3.4.4.1：减小直流斩波器占空比D_k+1＝D_k-Δh，Δh对应于电导增量法寻优步长，执行步骤3.5；

步骤3.4.4.2：增加直流斩波器占空比D_k+1＝D_k+Δh，执行步骤3.5；

步骤3.4.4.3：减少直流斩波器占空比D_k+1＝D_k-Δh，执行步骤3.5；

步骤3.5：输出D_k+1。

本发明的光伏发电系统环境自适应式新型MPPT方法。本发明的方法引进电压修正参数ΔU，PI控制环节，实时调节直流斩波器占空比D，加快最大功率点电压U_m寻优速度，减小功率损耗，并使最大功率点电压U_m实时跟随环境条件变化，减小增量电导法(I&C)寻优步长，快速、准确实现光伏电池MPPT，既改善传统MPPT方法易受环境影响，鲁棒性差，功率损耗较大的缺点，又避免智能型MPPT方法复杂。

附图说明

图1：是本发明实施例的电气接线图；

图2：是本发明的MPPT方法控制流程图；

图3：是本发明实施例的在标准环境条件下，光伏阵列输出特性曲线；其中图3(a)纵坐标表示U_PV(V)，图3(b)纵坐标表示电流I_PV(A)；

图4：是本发明实施例的标准光照时不同温度变化情况下光伏阵列输出特性曲线；其中图4(a)、(b)、(c)横坐标均表示时间，图4(a)纵坐标表示温度(℃),图4(b)纵坐标表示U_PV(V)，图4(c)纵坐标表示电流I_PV(A)；

图5：是本发明实施例的标准温度不同光照变化情况下光伏阵列输出特性曲线；其中图5(a)、(b)、(c)横坐标均表示时间(s)，图5(a)纵坐标表示光照强度(W/m²),图5(b)纵坐标表示U_PV(V)，图5(c)纵坐标表示电流I_PV(A)。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请见图1，本发明电力验证系统,以海纳通太阳能多晶硅SW-260W-P型号太阳电池模块为例。光伏电池板PV接入boost电路，boost电路主要由电容C₁、电感L、快速电力电子开关T、二极管D、电容C₂及负载组成。为便于验证新MPPT方法有效性，采用接入电阻型负载R_load。将光伏电池板PV与电容C₁并联后，串联电感L，再与电力电子开关T并联。当导通快速电力电子开关T，光伏电池电流I_PV通过C₁、L、T形成升压回路，电感L储存电能。二极管D防止电容C₂在T导通时短路，C₂向负载R_load放电；当快速电力电子开关T断开，光伏电池、电容C₁、电感L、电容C₂及电阻型负载R_load形成放电回路，将电感L中储存电能通过放电回路放电。电力验证系统参数如表1所示。

表1电力验证系统仿真参数

请见图2，基于电力验证系统电路，本发明所采用的技术方案是：一种光伏发电系统环境自适应式MPPT方法，包括以下步骤：

步骤1：选用适用于工程实际的光伏电池行为模型，引入环境修正参数ΔU、ΔI，获得不同温度及光照下的光伏电池特性参数；

其中其光伏电池行为模型的输出电压-电流特性：

$\left\{\begin{array}{c}I={\mathrm{NI}}_{SC}\[1-C_1\left(e^{U/\left({\mathrm{MC}}_2{U}_{oc}\right)}-1\right)\]\\ C_1=(1-I_m/I_{SC})e^{-U_m/\left(C_2{U}_{oc}\right)}\\ C_2=(U_m/U_{oc}-1){\[\ln (1-I_m/I_{SC})\]}^{-1}\end{array}\right.;$

其中M、N分别为其串、并联数，I_sc：短路电流；U_oc：开路电压；I_m：最大功率输出电流；U_m：最大功率输出电压；环境修正参数ΔU、ΔI实时修正光伏电池给定参数：I_sc、U_oc、I_m、U_m，获得不同温度及光照下的光伏电池特性参数；

$\left\{\begin{array}{cc}{I}_{sc}=I_{sc}\mathrm{\Δ}I,& U_{oc}^{,}=U_{oc}\mathrm{\Δ}U\\ I_m=I_m\mathrm{\Δ}I,& U_m^{,}=U_m\mathrm{\Δ}U\end{array}\right.;$

根据修正后I’_sc、U’_oc、I’_m、U’_m，获得不同温度及光照下的光伏电池输出电压-电流特性：

其中环境修正参数ΔU、ΔI，为光照强度S与温度t对应函数：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}I=\frac{S}{S_{ref}}\[1+a(t-t_{ref})\]\\ \mathrm{\Δ}U=\[1-c(t-t_{ref})\]\ln \[e+b\frac{(S-S_{ref})}{S_{ref}}\]\end{array}\right.;$

a、c为温度补偿系数，b为光强补偿系数，三个补偿系数能根据光伏材料、制作工艺差异进行调整。

步骤2：设定固定参考电压偏差量ΔU_ref，PI调节参数k_P、k_I，最大功率电压U_m，电导增量法(I&C)寻优步长Δh；

步骤3：k时刻采样光伏电池输出电压U_k、电流I_k，根据环境修正参数ΔU对最大功率点电压U_m修正(U’_m＝U_mΔU)，并执行下述判断：

k时刻采样光伏电池输出电压U_{pv_k}、电流I_{pv_k}，根据环境修正参数ΔU对最大功率点电压U_m修正(U’_m＝U_mΔU)，并执行下述判断：

当(U_{pv_k}-U’_m)绝对值大于ΔU_ref，则(U_{pv_k}-U’_m)通过PI控制器，得出直流斩波器占空比调制量ΔD₁＝(U_{pv_k}-U’_m)(k_p+k_i/s)，k_p、k_i分别PI控制器比例、积分调节系数，再将其与三角波在比较器中比较，形成控制信号对电力电子开关T进行快速调节，调节直流斩波器占空比D_k+1＝D_k+ΔD₁，使光伏电池输出电压U_{pv_k}实时跟踪环境条件变化后所对应最大功率点电压U’_m；

当(U_{pv_k}-U’_m)绝对值等于或小于ΔU_ref，基于电导增量法(I&C)，根据寻优步长Δh，则D_k+1＝D_k±Δh，使U_{pv_k+1}与U’_m间偏差量进一步缩小，并生成MPPT控制器中的调节量，将其与三角波在比较器中比较，形成控制信号对电力电子开关T进行快速调节，实现光伏电池MPPT。

其具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：采样光伏电池输出电压、电流；

步骤3.2：求k-1、k时刻输出电压偏差dU、电流偏差dI；

步骤3.3：判断k时刻U_{pv_k}与参数修正后最大功率点电压U’_m偏差绝对值是否超出既定范围ΔU_ref；

若是，则通过PI控制器计算直流斩波器占空比调制量ΔD₁调节直流斩波器占空比D_k+1＝D_k+ΔD₁，执行所述的步骤3.5；

若否，则顺序执行下述步骤3.4.1；

步骤3.4.1：判断电压偏差dU是否为0；

若是，则执行步骤3.4.2.2；

若否，则执行步骤3.4.2.1；

步骤3.4.2.1：判断电流偏差dI、电压偏差dU的比值是否与光伏电池输出k时刻电流I_{pv_k}、电压U_{pv_k}比值相等；

若是，则确定此时光伏电池处于最大功率点P_m，执行步骤3.5；

若否，则执行步骤3.4.3.1

步骤3.4.2.2：判断电流偏差dI是否为0；

若是，则确定此时光伏电池处于最大功率点P_m，执行步骤3.5；

若否，则执行步骤3.4.3.2；

步骤3.4.3.1：判断电流偏差dI_PV、电压偏差dU_pv的比值是否大于光伏电池输出电流I_{pv_k}、电压U_{pv_k}比值的负数；

若是，则执行步骤3.4.4.1；

若否，则执行步骤3.4.4.2；

步骤3.4.3.2：判断电流偏差dI是否大于0；

若是，则执行步骤3.4.4.3；

若否，则执行步骤3.4.4.2；

步骤3.4.4.1：减小直流斩波器占空比D_k+1＝D_k-Δh，Δh对应于电导增量法寻优步长，执行步骤3.5；

步骤3.4.4.2：增加直流斩波器占空比D_k+1＝D_k+Δh，执行步骤3.5；

步骤3.4.4.3：减少直流斩波器占空比D_k+1＝D_k-Δh，执行步骤3.5；

步骤3.5：输出D_k+1。

根据上述光伏发电系统环境自适应式MPPT方法，生成MPPT控制器中的调节量，将其与三角波在比较器中比较，形成控制信号对电力电子开关T进行快速调节，实现光伏电池MPPT。

为验证本发明有效性，设置以下三种环境条件变化场景：

a、保持环境条件不变(S＝1000W/m²、T＝25℃)。

b、保持光照强度不变(S＝1000W/m²)，将温度分成突变与渐变两种。突变：0.2s时，温度从标准状态下由25℃突0℃；0.5s时，温度从下由0℃突50℃；渐变：在0.2s前，标准环境条件，温度由最初标准状态25℃渐变至0℃(0～0.5s)，再由0℃渐变至50℃(0.5～1s)。

c、保持温度不变(T＝25℃)，将光照强度也分成突变与渐变两种。突变：0.2s时，光照强度从标准状态下由1000W/m²突600W/m²；0.5s时，光照强度从下由600W/m²突1200W/m²；渐变：在0.2s前，标准环境条件，1000W/m²渐变至600W/m²(0.2～0.5s)，再由600W/m²渐变1200W/m²(0.5～1s)。

请见图3，是本发明实施例的在标准环境条件下，图3(a)纵坐标表示U_PV(V)，图3(b)纵坐标表示电流I_PV(A)；图3(a)、(b)横坐标表示时间(t)。光伏阵列输出的平均电压、电流分别为69.98V，74.31A，与理论值70V，74.3A，误差均在0.5％以下。

请见图4，是本发明实施例的标准光照时不同温度变化情况下光伏阵列输出特性曲线，图4(a)、(b)、(c)横坐标均表示时间，图4(a)纵坐标表示温度(℃),图4(b)纵坐标表示U_PV(V)，图4(c)纵坐标表示电流I_PV(A)；图4看出在0.2s、0.5s时，温度突变，光伏阵列输出电压由原有70V迅速寻找到最大输出功率电压U_pv为75V、65V，与理论值75.08V，64.93V，误差均在0.5％以下,其输出电流波动范围在0.5％以内，当温度渐变时，从图4可以看出其输出电压、电流跟随温度渐变，具有较好的跟随性。

请见图5，是本发明实施例的为标准温度不同光照变化情况下光伏阵列输出特性曲线，图5(a)、(b)、(c)横坐标均表示时间(s)，图5(a)纵坐标表示光照强度(W/m²),图5(b)纵坐标表示U_PV(V)，图5(c)纵坐标表示电流I_PV(A)；在0.2s、0.5s时，光照强度突变，光照强度突变，光伏阵列输出电流由原有74.3A跟随光照强度变化而变为45.2A、89.2A，与理论值44.6V，89.12A，误差均在0.5％以下。在0.2s、0.6s时，光照强度突变，光伏阵列输出电流突变，电感L形成高压，因此引起光伏阵列输出电压产生较大变化。而当光照强度渐变时，从图5可以看出其输出电压、电流跟随光照强度渐变，也具有较好的跟随性。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种光伏发电系统环境自适应式MPPT方法，其特征在于：定义系统k时刻光伏电池输出电压为U_{pv_k}、电流为I_{pv_k}，直流斩波器占空比为D_k，方法流程包括以下步骤：

步骤1：选用适用于工程实际的光伏电池行为模型，引入环境修正参数ΔU、ΔI，获得不同温度及光照下的光伏电池特性参数；其中环境修正参数ΔU、ΔI，为光照强度S与温度t对应函数：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}I=\frac{S}{S_{ref}}\[1+a(t-t_{ref})\]\\ \mathrm{\Δ}U=\[1-c(t-t_{ref})\]ln\[e+b\frac{(S-S_{ref})}{S_{ref}}\]\end{array}\right.;$

a、c为温度补偿系数，b为光强补偿系数，三个补偿系数能根据光伏材料、制作工艺差异进行调整，S、t分别表示实时光照强度、温度，S_ref、t_ref分别表示标准环境条件下光照强度S_ref：1000W/m²，温度t_ref：25℃；

步骤2：设定固定参考电压偏差量ΔU_ref，PI调节参数k_p、k_i，最大功率点电压U_m，电导增量法(I&C)寻优步长Δh；

步骤3：k时刻采样光伏电池输出电压U_{pv_k}、电流I_{pv_k}，根据环境变化，修正参数ΔU对原有环境条件最大功率点电压U_m修正，修正公式为U’_m＝U_mΔU，即得环境条件变化后所对应最大功率点电压U’_m，并执行下述判断：

当(U_{pv_k}-U’_m)绝对值大于ΔU_ref，则(U_{pv_k}-U’_m)通过PI控制器，得出直流斩波器占空比调制量ΔD₁＝(U_{pv_k}-U’_m)(k_p+k_i/s)，k_p、k_i分别PI控制器比例、积分调节系数，再将其与三角波在比较器中比较，形成控制信号对电力电子开关T进行快速调节，调节直流斩波器占空比D_k+1＝D_k+ΔD₁，使光伏电池输出电压U_{pv_k}实时跟踪环境条件变化后所对应最大功率点电压U’_m；

当(U_{pv_k}-U’_m)绝对值等于或小于ΔU_ref，基于电导增量法(I&C)，根据寻优步长Δh，则D_k+1＝D_k±Δh，使U_{pv_k+1}与U’_m间偏差量进一步缩小，并生成MPPT控制器中的调节量，将其与三角波在比较器中比较，形成控制信号对电力电子开关T进行快速调节，实现光伏电池MPPT。

2.根据权利要求1所述的光伏发电系统环境自适应式MPPT方法，其特征在于：步骤1中所述的光伏电池行为模型引入环境修正参数ΔU、ΔI，获得不同温度及光照下的光伏电池特性参数；其光伏电池行为模型的输出电压-电流特性：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_{PV}={\mathrm{NI}}_{SC}\[1-C_1\left(e^{U_{PV}/\left({\mathrm{MC}}_2{U}_{oc}\right)}-1\right)\]\\ C_1=\left(1-I_m/I_{SC}\right)e^{-U_m/\left(C_2{U}_{oc}\right)}\\ C_2=\left(U_m/U_{oc}-1\right){\[\ln \left(1-I_m/I_{SC}\right)\]}^{-1}\end{array}\right.;$

其中M、N分别为其串、并联数，I_sc：短路电流；U_oc：开路电压；I_m：最大功率输出电流；U_m：最大功率点电压；环境修正参数ΔU、ΔI实时修正光伏电池给定参数：I_sc、U_oc、I_m、U_m，获得不同温度及光照下的光伏电池特性参数；

$\left\{\begin{array}{cc}{I}_{sc}^{,}=I_{sc}\mathrm{\Δ}I,& U_{oc}^{,}=U_{oc}\mathrm{\Δ}U\\ I_m^{,}=I_m\mathrm{\Δ}I,& U_m^{,}=U_m\mathrm{\Δ}U\end{array}\right.;$

根据修正后I′_sc、U′_oc、I’_m、U’_m，获得不同温度及光照下的光伏电池输出电压-电流特性：

3.根据权利要求2所述的光伏发电系统环境自适应式MPPT方法，其特征在于：步骤3的具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：采样光伏电池输出电压U_{pv_k}、电流I_{pv_k}；

步骤3.2：求k-1、k时刻输出电压偏差dU_pv、电流偏差dI_PV；

步骤3.3：判断k时刻U_{pv_k}与环境条件变化后所对应最大功率点电压U’_m偏差的绝对值是否超出既定范围ΔU_ref；

若是，则通过PI控制器计算直流斩波器占空比调制量ΔD₁调节直流斩波器占空比D_k+1＝D_k+ΔD₁，执行步骤3.5；

若否，则顺序执行下述步骤3.4.1；

步骤3.4.1：判断电压偏差dU_pv是否为0；

若是，则执行步骤3.4.2.2；

若否，则执行步骤3.4.2.1；

步骤3.4.2.1：判断电流偏差dI_PV、电压偏差dU_pv的比值是否与光伏电池输出电流I_{pv_k}、电压U_{pv_k}的比值的负数相等；

若是，则确定此时光伏电池处于最大功率点P_m，执行步骤3.5；

若否，则执行步骤3.4.3.1；

步骤3.4.2.2：判断电流偏差dI_PV是否为0；

若是，则确定此时光伏电池处于最大功率点P_m，执行步骤3.5；

若否，则执行步骤3.4.3.2；

步骤3.4.3.1：判断电流偏差dI_PV、电压偏差dU_pv的比值是否大于光伏电池输出电流I_{pv_k}、电压U_{pv_k}比值的负数；

若是，则执行步骤3.4.4.1；

若否，则执行步骤3.4.4.2；

步骤3.4.3.2：判断电流偏差dI_PV是否大于0；

若是，则执行步骤3.4.4.3；

若否，则执行步骤3.4.4.2；

步骤3.4.4.1：减小直流斩波器占空比D_k+1＝D_k-Δh，Δh对应于电导增量法寻优步长，执行步骤3.5；

步骤3.4.4.2：增加直流斩波器占空比D_k+1＝D_k+Δh，执行步骤3.5；

步骤3.4.4.3：减少直流斩波器占空比D_k+1＝D_k-Δh，执行步骤3.5；

步骤3.5：输出D_k+1。