CN109962489A - 一种mppt误判的校正控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MPPT误判的校正控制方法，该方法包括如下步骤：当满足MPPT误判校正发生条件时，MPPT功率外环回路输出与当前光伏阵列工作电压相等的直流电压中环输入电压参考值，使得直流电压中环回路中的误差信号清零，输出保持不变的电流内环输入电流参考值；电流内环回路基于当前电流内环输入电流参考值，输出与该参考值对应的网侧功率因数电流控制参数，使得光伏阵列的输出功率保持不变，并在保持当前光伏阵列功率时升高并网逆变器的输入电压，从而完成误判校正控制。本发明避免了因MPPT控制发生误判导致的直流工作电压不足的问题，提高光伏系统的稳定性，结构简洁，易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，具体地说，是涉及一种MPPT误判的校正控制方法及系统。
背景技术
在光伏发电系统中，光伏电池的外部环境因素(如辐照度、负载和温度)是不断变化的。因此，对于光伏电池来说，其P-U特性曲线也是不断变化，即P-U特性具有时变性，如图1所示。当辐照度发生一定幅度的突变时，有可能发生误判。
(参考图1)当光伏系统工作在最大功率点左侧时，此时工作电压记为Ua，光伏电池输出功率记为Pa，当电压向右扰至Ub时：如果辐照度不变，光伏电池的输出功率满足Pb>Pa，MPPT控制工作正常；如果辐照度变小，则对应Ub的输出功率有可能满足Pc<Pa，此时，MPPT控制会误判输出工作电压的扰动方向，从而使工作点左移回到Ua点；如果辐照度持续变小，则有可能出现控制系统不断误判，使工作点不断左移。对于光伏并网系统来说，工作点不断左移，一方面会使得并网功率下降，另一方面会由于直流电压侧电压的下降而无法达到直流工作电压的需求，使得并网电流波形失控，直至停止工作。
在现有技术中，多采用变步长、扰动观察法、以及其结合和/或改进等算法达到精确追踪最大功率点的目的，从而消除振荡或误判的问题，但这些方法往往具备复杂的计算过程，资源消耗较大。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种MPPT误判的校正控制方法，该方法包括如下步骤：误判校正启动步骤，当满足MPPT误判校正发生条件时，进入误判校正模式，执行误判校正控制，MPPT功率外环回路向直流电压中环回路输送与当前光伏阵列工作电压(Upv)相等的直流电压中环输入电压参考值(U* dc)，使得所述直流电压中环回路将基于所述直流电压中环输入电压参考值(U* dc)和所述光伏阵列工作电压(Upv)得到的误差信号(Verr)清零，输出保持不变的电流内环输入电流参考值(i* d)；输出功率保持步骤，电流内环回路基于当前所述电流内环输入电流参考值(i* d)，输出与所述电流内环输入电流参考值(i* d)对应的网侧功率因数电流控制参数，使得光伏阵列的输出功率保持不变，并在保持光伏阵列输出功率时升高并网逆变器的输入电压，保持一定时间后，所述MPPT功率外环回路继续追踪所述光伏阵列的最大功率点，从而完成因MPPT误判而进行的校正控制。
优选地，所述误判校正启动步骤还包括，误判校正预处理步骤，基于预设的校正控制执行周期常数(T1)，在每个校正控制执行周期内启动校正检测控制，输出校正控制标志信号；误判校正启动判断步骤，基于所述校正控制标志信号及预设的输出功率保持周期常数(T2)，进一步判断是否满足MPPT误判校正发生条件，当满足所述条件时，在输出功率保持周期内执行误判校正控制，其中，所述输出功率保持周期常数(T2)小于所述校正控制执行周期常数(T1)。
优选地，所述误判校正启动判断步骤进一步包括：校正检测控制启动步骤，基于所述并网逆变器发送的中断控制信号，所述直流电压中环回路输出对应的校正检测控制次数(cnt1)和误判校正控制次数(cnt2)；误判校正控制判定步骤，将所述校正检测控制次数(cnt1)对应的时间与所述校正控制执行周期常数(T1)进行比较，输出初步比较结果；误判校正控制启动步骤，判定所述校正控制标志信号的有效性，当所述校正控制标志信号有效时，进一步比较所述误判校正控制次数(cnt2)对应的时间与所述输出功率保持周期常数(T2)的大小，确定是否满足MPPT误判校正条件。
优选地，在所述误判校正启动判断步骤中，当所述校正检测控制次数(cnt1)对应的时间大于所述校正控制执行周期常数(T1)时，输出有效的所述校正控制标志信号，所述校正检测控制次数(cnt1)清零；进一步，当所述校正控制标志信号有效且所述误判校正控制次数(cnt2)对应的时间小于或等于所述输出功率保持周期常数(T2)时，满足MPPT误判校正条件。
优选地，在所述误判校正启动判断步骤中，当所述校正检测控制次数(cnt1)对应的时间小于或等于所述校正控制执行周期常数(T1)时，若所述校正控制标志信号有效且所述误判校正控制次数(cnt2)对应的时间大于所述输出功率保持周期常数(T2)，输出无效的所述校正控制标志信号，执行正常的最大功率跟踪控制工作模式，且所述误判校正控制次数(cnt2)清零。
优选地，在所述误判校正启动判断步骤中，当所述校正检测控制次数(cnt1)对应的时间小于或等于所述校正控制执行周期常数(T1)时，若进一步所述校正控制标志信号无效，执行正常的最大功率跟踪控制工作模式，且所述误判校正控制次数(cnt2)清零。
优选地，在正常的最大功率跟踪控制工作模式下，执行如下步骤：所述MPPT功率外环回路向所述直流电压中环回路输出与当前功率点对应的所述直流电压中环输入电压参考值(U* dc)，所述直流电压中环回路解除对所述误差信号(Verr)的清零操作，输出当前所述电流内环输入电流参考值(i* d)；所述电流内环回路基于当前所述电流内环输入电流参考值(i* d)，进一步输出与所述电流内环输入电流参考值(i* d)对应的所述网侧功率因数电流控制参数，以调节所述并网逆变器的输入电压，所述MPPT功率外环回路继续跟踪所述光伏阵列的最大功率点。
本发明还提供了一种MPPT误判的校正控制系统，该系统用于上述所述的方法，所述校正控制系统具备：光伏阵列；直流电压中环回路，其当满足MPPT误判校正发生条件时，进入误判校正模式，执行误判校正控制，将基于直流电压中环输入电压参考值(U* dc)和光伏阵列工作电压(Upv)得到的所述误差信号(Verr)清零，输出保持不变的电流内环输入电流参考值(i* d)；MPPT功率外环回路，其输送与当前所述光伏阵列工作电压(Upv)相等的所述直流电压中环输入电压参考值(U* dc)，使得所述光伏阵列的输出功率保持不变，保持一定时间后，继续追踪所述光伏阵列的最大功率点；电流内环回路，其基于所述直流电压中环回路发送的所述电流内环输入电流参考值(i* d)，输出与所述电流内环输入电流参考值(i* d)对应的网侧功率因数电流控制参数；并网逆变器，其基于当前所述网侧功率因数电流控制参数，在保持光伏阵列输出功率时升高所述并网逆变器的输入电压，从而完成因MPPT误判而进行的校正控制。
优选地，所述直流电压中环回路，其存储有所述校正控制执行周期常数(T1)和所述输出功率保持周期常数(T2)，在每个校正控制执行周期内执行所述校正检测控制，输出所述校正控制标志信号，并基于所述校正控制标志信号及所述输出功率保持周期常数(T2)，进一步判断是否满足MPPT误判校正发生条件，当满足所述条件时，在所述输出功率保持周期内执行误判校正控制，其中，所述输出功率保持周期常数(T2)小于所述校正控制执行周期常数(T1)。
优选地，所述直流电压中环回路，其进一步基于所述并网逆变器发送的中断控制信号，输出对应的校正检测控制次数(cnt1)和误判校正控制次数(cnt2)，先将所述校正检测控制次数(cnt1)对应的时间与所述校正控制执行周期常数(T1)进行比较，输出初步比较结果，再判定所述校正控制标志信号的有效性，当所述校正控制标志信号有效时，进一步比较所述误判校正控制次数(cnt2)对应的时间与所述输出功率保持周期常数(T2)的大小，确定是否满足MPPT误判校正发生条件。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本发明采用了定电流控制保持光伏阵列的输出功率不变的方法，避免了因MPPT控制发生误判导致的直流工作电压不足的问题，提高光伏系统的稳定性，在最大功率跟踪控制工作模式时，光伏阵列的工作电压点位于最大功率点或者其右侧(参考图1)，不影响并网逆变器的正常运行，结构简洁，易于实现。
本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本申请实施例的MPPT误判的校正控制系统中光伏阵列P-U特性曲线示意图。
图2为本申请实施例的MPPT误判的校正控制系统的结构示意图。
图3为本申请实施例的MPPT误判的校正控制系统中最大功率跟踪控制框图。
图4为本申请实施例的MPPT误判的校正控制方法的步骤流程图。
图5为本申请实施例的MPPT误判的校正控制方法中误判校正模式下的光伏阵列P-U特性曲线示意图。
图6为本申请实施例的MPPT误判的校正控制方法中校正检测控制具体流程图。
图7为本申请实施例的MPPT误判的校正控制方法中并网逆变器输入电压升高的原理示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
为了解决上述问题，本发明实施例提出一种新的光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)误判的校正控制方案。当MPPT控制发生误判时，通过调节电压调节器输出的误差信号实现校正控制，改变光伏阵列工作电压点，以提高并网逆变器的输入电压，减小误判对并网功率的影响，提高光伏系统的稳定性。
图2为本申请实施例的MPPT误判的校正控制系统的结构示意图。图3为本申请实施例的MPPT误判的校正控制系统中最大功率跟踪控制框图。如图2、图3所示，本申请中的并网光伏系统为单级并网光伏系统，这种系统采用基于电流内环、直流电压中环以及MPPT功率外环的三环控制，并具备如下部分：光伏阵列210、直流电压中环回路220、MPPT功率外环回路230、及电流内环回路240、并网逆变器250及电网端260等。其中，校正控制系统的工作模式包括正常的最大功率跟踪控制工作模式(正常工作模式)和MPPT误判校正发生时的误判校正模式，下面结合图2和图3，对在最大功率跟踪控制工作模式下，该校正控制系统各组成部分的功能进行概括说明。
首先，在光伏阵列210中，其输出当前工作电压Upv和工作电流Ipv。
其次，对上述电流内环回路240进行说明。电流内环回路240是在dq坐标系实现控制的。参考图2、图3，并网逆变器250输出的电流检测值经过三相静止坐标系abc、两项静止坐标系αβ、以及两相旋转坐标系dq的作用，变换为同步旋转的dq坐标下的直流量分量id、iq，并将电网端260输出的电压值同样经过abc、αβ、dq坐标变换为同步旋转dq坐标下的直流量ed、eq，再将id、iq与直流电压中环回路220输出的电流内环输入电流参考值的分量i* d、i* q分别进行比较，并通过相应的PI调节器实现对id、iq的无静差控制，最后，经过SVPWM调制和驱动环节的作用，实现从直流到交流的逆变，并得到电网侧功率因数电流控制参数。
然后，在直流电压中环回路220中，该回路220由直流母线电压检测装置、电压调节器等部分构成。参考图2、图3，首先，直流母线电压检测装置从直流母线上获取光伏阵列210的当前工作电压Upv，并从MPPT功率外环回路230中获取直流电压中环输入电压参考值U* dc。然后，利用电压调节器将光伏阵列的工作电压Upv与上述直流电压中环输入电压参考值U* dc进行比较，得到误差信号Verr。最后，上述误差信号Verr在经过PI调节器的作用后，输出电流内环回路的电流参考值在dq坐标下的有功电流和无功电流的指令分量i* d(电流内环输入电流参考值)、i* q，实现针对光伏阵列210的工作电压的调节。其中，i* q是用来调节无功功率的，其根据系统需求来设定，由于不影响本申请的误判校正控制过程，因此，本申请不考虑该参数i* q对该系统误判校正模式的影响。
其中，PI调节器是一种线性控制器，在上述直流电压中环回路220中，它对根据电压指令值与光伏阵列工作电压的实际输出值构成的误差信号进行控制。具体地，将偏差的比例(P)和积分(I)通过线性组合从而得到被控对象。其中，比例调节按预设的控制比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生作用，以减少偏差；积分调节使系统消除稳态误差，提高无差度，一但出现误差则进行积分调节，直至无差，积分调节停止，并输出一常值。
接着，针对MPPT功率外环回路230进行说明。MPPT功率外环回路230，其主要由输入功率采样环节和功率点控制环节等组成，既从直流电压中环回路220中接收误差信号，还可从并网逆变器输出端获得经变换后的电流检测值分量id，并基于光伏阵列210输出的当前工作电压Upv和工作电流Ipv的信息，追踪光伏阵列210的最大功率点，输出当前功率点对应的直流电压中环输入电压参考值U* dc，从而使并网光伏系统实现MPPT控制。需要说明的是，图1为本申请实施例的MPPT误判的校正控制系统中光伏阵列P-U特性曲线示意图。如图1所示，当负载特性与光伏阵列特性的交点在光伏阵列最大功率点左侧时，MPPT控制就会使交点处的电压升高；而当交点在最大功率右侧时，MPPT控制会使交点处的电压下降，如果持续这样的搜索过程，最终可使系统追踪光伏阵列的最大功率运行。
图5为本申请实施例的MPPT误判的校正控制方法中误判校正模式下的光伏阵列P-U特性曲线示意图，参考图5，其中，横坐标表示光伏阵列210当前的工作电压，纵坐标表示光伏阵列210当前的输出功率。在本申请中，当MPPT工作异常(发生误判)时，光伏阵列210的当前工作电压点位于其最大功率点左侧，会导致光伏阵列210的工作点不断左移，使得并网逆变器250的输入电压逐渐下降，直至停止工作，校正控制系统需要按照下述方法进行校正处理。需要说明的是，由于光伏阵列的工作电压点在最大功率跟踪控制工作模式下位于最大功率点或者右侧，不影响并网逆变器250工作在系统的正常运行模式下。因此，当MPPT控制发生误判时，仅对光伏阵列210的工作电压点位于其最大功率点左侧的情况进行说明。
最后，针对并网逆变器250进行说明。并网逆变器250，其通过直流母线(直流母线上跨接直流电容)与光伏阵列210连接，将光伏阵列输出的工作电压Upv和电流信息Ipv、直流电压中环240发送的网侧功率因数电流控制参数进行整合，在完成逆变处理后，向电网侧260输送，其中，并网逆变器250将输出的三相电流检测值发送至直流电压中环回路220。
具体地，在本申请中，当MPPT控制发生误判时，上述并网光伏系统中的各组成部分进行如下校正控制操作。下面再次结合图2和图3，对在校正模式下该校正控制系统各组成部分的功能进行具体说明。需要说明的是，无论该系统在校正模式下还是在最大功率跟踪控制工作模式下，光伏阵列210的具体运行过程不变，故在此不做赘述。
在直流电压中环回路220中，其实时检测并网逆变器250发送的中断控制信号，当检测到该信号有效时，执行一次校正检测控制，当满足MPPT误判校正发生条件时，执行误判校正控制，MPPT功率外环回路230向直流电压中环回路220输送与当前光伏阵列210工作电压Upv相等的直流电压指令，并将其作为直流电压中环回路的输入电压参考值U* dc(直流电压中环输入电压参考值)，使得解除直流电压中环回路220的控制，将基于直流电压中环输入电压参考值U* dc和光伏阵列工作电压Upv得到的误差信号清零，输出保持不变的电流内环输入电流参考值i* d。进一步地说，该回路220存储有校正控制执行周期常数T1和输出功率保持周期常数T2，在每个校正控制执行周期内可执行若干次校正检测控制，输出校正控制标志信号，并基于校正控制标志信号及输出功率保持周期常数T2，进一步判断是否满足MPPT误判校正发生条件。当满足该条件时，进入误判校正模式，并在输出功率保持周期内执行误判校正控制。其中，误判校正控制在直流电压中环回路220中的处理过程包括：将光伏阵列210的工作电压Upv与直流电压中环输入电压参考值U* dc进行比较后的误差信号Verr清零，在直流电压中环回路220的PI控制器的积分作用下，当Verr＝0时，电压调节器的输出值i* d保持不变，即采用定电流控制保持当前光伏阵列的输出功率不变，其中，T2<T1。
更进一步地说，上述直流电压中环回路220还包括校正控制计数器和功率保持计数器。当直流电压中环回路220接收到有效的并网逆变器中断控制信号时，分别启动这两种计数器，启动其计数控制功能或执行其计数累加功能。其中，校正控制计数器用于记录在校正控制执行周期内校正检测控制的执行次数，并输出校正检测控制次数cnt1；功率保持计数器用于记录在输出功率保持周期内误判校正控制的执行次数，并输出误判校正控制次数cnt2。
在电流内环回路240中，当其接收到直流电压中环回路210发送的保持不变的电流内环输入电流参考值i* d后，输出与当前电流内环输入电流参考值i* d对应的网侧功率因数电流控制参数。
接下来，针对MPPT功率外环回路230进行说明。MPPT功率外环回路230，其在接收到上述直流电压中环回路220发送的清零后的误差信号Verr后，基于光伏阵列210输出的当前工作电压Upv的信息，将与当前光伏阵列工作电压Upv相等的直流电压指令作为直流电压中环输入电压参考值U* dc输送至直流电压中环回路220，使得光伏阵列210的输出功率保持不变，在该功率保持一定时间后，继续追踪光伏阵列210的最大功率点。具体地，误判校正控制在MPPT功率外环回路230中的处理过程包括：在输出功率保持周期内，令MPPT功率外环回路230的直流电压中环输入电压参考值U* dc等于实际光伏阵列电池板的工作电压Upv，即U* dc＝Upv；当光伏阵列输出功率保持的时间超过输出功率保持周期时，将该系统恢复到正常的最大功率跟踪控制工作模式，此时，光伏阵列210从当前的工作电压点c点继续执行MPPT控制，直到追踪到最大功率点b点(参考图5)。
最后，针对并网逆变器250进行说明。并网逆变器250，其不仅以预设的固定时间间隔向直流电压中环回路220发送中断控制信号，还能够在输出功率保持周期内，基于当前网侧功率因数电流控制参数，调节并网逆变器的输入电压，并在保持当前光伏阵列210的输出功率不变时(该输出功率在误判校正模式下保持不变)，升高并网逆变器250的输入电压(即并网逆变器直流侧电压)，从而完成因MPPT误判而进行的校正。在该功率保持一段时间后，系统执行正常的最大功率跟踪控制，直到追踪到最大功率点。
具体地，(参考图5)在正常工作模式下，光伏阵列的工作电压只在bc段，若原功率P是在采用了直流电压中环回路220校正控制后，产生误判，强行控制到ab段，在令MPPT功率外环回路230输出的直流电压中环输入电压参考值U* dc等于当前光伏阵列工作电压Upv后，在当前温度、光照强度下，最大功率点b也就是电池板的出力能力大于并网逆变器当前的输出功率，则光伏阵列210就会向跨接在直流母线上的直流电容充电(参考图7)。此时，并网逆变器250输入的直流电压升高，并基于电流内环回路240输出的与上述电流内环输入电流参考值对应的网侧功率因数电流控制参数，使得光伏阵列输出功率(即并网逆变器直流侧功率或并网逆变器输入功率)保持不变，并在该功率保持过程中，使得光伏阵列210工作电压从Ua变为Uc，即工作电压点从a点运动至c点，以达到新的平衡点c点，避免了因MPPT控制发生误判，解决了因并网逆变器直流侧电压不足而无法为并网光伏系统提供直流工作电压的问题。
在实际应用过程中，本申请通过在已设定的周期时间常数T1内执行一次MPPT误判校正控制为例，对该控制过程进行具体说明。直流电压中环回路220基于接收到的上述有效的并网逆变器中断控制信号时，启动校正控制计数器和功率保持计数器，输出对应的校正检测控制次数cnt1和误判校正控制次数cnt2。先将校正检测控制次数cnt1对应的时间与校正控制执行周期常数T1进行比较，输出初步比较结果。若校正控制计数器输出的校正检测控制次数cnt1所在的时间大于校正控制执行周期常数T1，执行一次校正检测控制，输出有效的校正控制标志信号Flag。基于此，再判定校正控制标志信号Flag的有效性，进一步比较误判校正控制次数cnt2对应的时间与输出功率保持周期常数T2的大小，确定是否满足MPPT误判校正发送条件。若检测到校正控制标志信号有效，且上述误判校正控制的执行次数cnt2所对应的时间小于输出功率保持周期常数T2，满足MPPT误判校正发生条件，并在输出功率保持周期内执行一次误判校正控制。当直流电压中环回路220再次接收到有效的并网逆变器中断控制信号时，启动校正控制计数器和功率保持计数器进行累加计数，继续完成上述循环过程，直至上述误判校正控制的执行次数cnt2所对应的时间等于或大于输出功率保持周期常数T2时，跳出误判校正模式，恢复最大功率跟踪控制工作模式(正常工作模式)，且恢复如图3所示的最大功率跟踪控制框图，此时，(参考图5)光伏阵列210从当前工作电压点c点继续执行MPPT控制，直到追踪到最大功率点b点。
另外，本申请基于上述校正控制系统，还提出了一种MPPT误判的校正控制方法。图4为本申请实施例的MPPT误判的校正控制方法的步骤流程图。图6为本申请实施例的MPPT误判的校正控制方法中校正检测控制具体流程图。结合图4、图6，下面针对该方法的各步骤进行详细说明。
首先，在步骤S410(误判校正启动步骤)中，当满足MPPT误判校正发生条件时，进入误判校正模式，执行误判校正控制，系统令MPPT控制输出的直流电压中环输入电压参考值U* dc等于光伏阵列的实际工作电压Upv，输出与当前光伏阵列工作电压Upv相等的直流电压中环输入电压参考值U* dc，解除直流电压中环回路220的控制，使得基于直流电压中环输入电压参考值U* dc和光伏阵列实际工作电压Upv得到的误差信号Verr清零，直流电压中环回路220中的电压调节器输出恒定的电流内环输入电流参考值i* d(保持不变的电流内环输入电流参考值)，即采用定电流控制保持当前光伏阵列210的输出功率不变。
具体地，下面针对MPPT误判发生的条件进行详细的说明。如图6所示，首先，(误判校正预处理步骤)基于预设的校正控制执行周期常数T1，在每个校正控制执行周期内执行校正检测控制，输出校正控制标志信号Flag，接着以其中一次校正检测控制为例(步骤101)详细说明MPPT校正检测控制的具体流程。
需要说明的是，在本申请中，当MPPT控制正常工作时，光伏阵列210的工作电压点位于其最大功率点或者右侧，不影响并网逆变器250的正常运行。具体地，若当前光伏阵列210的工作电压位于其最大功率点左侧时，执行校正控制保持当前光伏阵列210的输出功率，并在该功率保持过程中，升高光伏阵列210的输出电压即并网逆变器250的输入电压。若当前光伏阵列210的工作电压大于或等于其最大功率点对应的工作电压时，同样也可以执行校正控制，使得光伏阵列210保持当前输出功率，但此时光伏阵列210的输出电压即并网逆变器250的输入电压没有升压这一过程，所以光伏阵列210工作电压点位于其最大功率点或右侧时，不影响本申请中并网逆变器250的正常工作，也可执行校正控制过程。
当校正检测控制启动后，进入到误判校正启动判断步骤。在该步骤中，基于校正控制标志信号及输出功率保持周期常数T2，进一步判断是否满足MPPT误判校正发生条件，从而进入到误判校正启动判断步骤中的校正检测控制启动步骤。具体地，直流电压中环回路220实时检测上述并网逆变器中断控制信号的有效性，当该信号有效时，校正控制计数器和功率保持计数器启动，分别进行一次计数操作(步骤102)，输出对应的校正检测控制次数cnt1和误判校正控制次数cnt2。
然后，进入到误判校正控制判定步骤中，并对其进行说明。具体地，在获取到校正检测控制次数cnt1后，将校正检测控制次数cnt1对应的时间与校正控制执行周期常数T1进行比较，判断校正控制计数器输出结果对应的时间是否大于校正控制执行周期常数T1(步骤103)，输出初步比较结果：当校正检测控制次数cnt1对应的时间大于校正控制执行周期常数T1时，输出有效的校正控制标志信号(在本例中，将该信号赋予1值)且校正检测控制次数cnt1清零(步骤104)，校正控制计数器准备在下一循环过程中重新计数；当校正检测控制次数cnt1对应的时间小于或等于校正控制执行周期常数T1时，保持当前校正控制标志信号的有效性(若当前校正控制标志信号为1时，保持1值；若当前校正控制标志信号为0时，保持0值)。
接着，进入误判校正启动判断步骤的误判校正控制启动步骤。在该步骤中，基于上述判定结果，先针对校正控制标志信号Flag的有效性进行检测(步骤105)，再将功率保持计数器输出结果(误判校正控制次数cnt2)对应的时间与输出功率保持周期常数T2进行进一步比较(步骤106)，确定是否满足MPPT误判校正条件。
具体地，当校正检测控制次数cnt1对应的时间小于或等于校正控制执行周期常数T1时(步骤103)，若检测出校正标志信号Flag为无效(步骤105)，跳出误判校正模式，执行正常的最大功率跟踪控制工作模式(步骤108)，且将误判校正控制次数cnt2清零(步骤109)，功率保持计数器准备在下一循环过程中重新计数。当校正检测控制次数cnt1对应的时间小于或等于校正控制执行周期常数T1时(步骤103)，基于上述的初步比较结果，若进一步检测出校正控制标志信号Flag有效(在本例中，检测出校正控制标志信号为1时，步骤105)，且误判校正子程序次数cnt2对应的时间大于输出功率保持周期常数T2(步骤106)，则执行步骤107，输出无效的校正控制标志信号(在本例中，将校正控制标志信号赋予0值)，从而跳出误判校正模式，执行正常的最大功率跟踪控制工作模式(步骤108)，且将误判校正控制次数cnt2清零(步骤109)，功率保持计数器准备在下一循环过程中重新计数。当校正检测控制次数cnt1对应的时间大于校正控制执行周期常数T1时，基于上述步骤104的初步比较结果，若检测出校正控制标志信号Flag有效(在本例中，检测出校正控制标志信号为1时，步骤105)，且误判校正控制次数cnt2对应的时间小于或等于输出功率保持周期常数T2，则满足MPPT误判校正条件，启动误判校正控制(步骤110和步骤111)。需要说明的是，当校正控制系统恢复正常工作模式后，首先，解除MPPT功率外环回路230向直流电压中环回路220输送与当前光伏阵列工作电压Upv相等的直流电压中环输入电压参考值U* dc的操作(步骤110)，即输出与当前功率点对应的直流电压中环输入电压参考值U* dc，使得直流电压中环回路220解除对误差信号Verr的清零操作，输出当前电流内环输入电流参考值i* d。然后，按照上述校正控制系统在正常工作模式下的运行过程进行工作。
需要说明的是，在误判校正控制中，由于步骤110与解除误差信号Verr的清零操作(步骤111)互为因果关系，故本申请对其先后顺序不作具体限定，还可以先执行步骤111，再执行步骤110。
最后，当该系统判定满足MPPT误判校正发生条件后，启动MPPT误判校正发生流程，并在输出功率保持周期T2内执行误判校正控制，结束误判校正启动判断步骤，从而进入到步骤S420中。
再次参考图4，在步骤S420(输出功率保持步骤)中，电流内环回路240基于当前电流内环输入电流参考值i* d，输出与电流内环输入电流参考值i* d对应的网侧功率因数电流控制参数，用以调节光伏阵列210的输出电压即并网逆变器250的输入电压。由于MPPT功率外环回路230向直流电压中环回路220输送与当前光伏阵列工作电压Upv相等的直流电压中环输入电压参考值U* dc的操作，使得当前光伏阵列210的输出功率在误判校正模式下保持不变。此时，在保持当前光伏阵列输出功率过程中，光伏阵列210的输出电压即并网逆变器250的输入电压升高。基于此，在保持一段时间后，系统执行正常的最大功率跟踪控制，直到MPPT功率外环回路230追踪到最大功率点，从而完成因MPPT误判而进行的校正控制。
图7为本申请实施例的MPPT误判的校正控制方法中并网逆变器输入电压升高的原理示意图。如图7所示，在输出功率保持周期常数T2内，由于光伏阵列210的出力能力大于并网逆变器实际负载的容量，则光伏阵列210向通过直流母线与光伏阵列210并联的直流电容充电，使得并网逆变器250直流侧的电压升高，光伏阵列210的工作电压点从a点运动至c点，相应的直流工作电压由Ua变为Uc，避免了因MPPT控制发生误判导致的直流工作电压不足的问题。
再次参考图6，在完成了误判校正控制后，也完成了一次校正检测控制，并可在校正控制执行周期常数T1且下一次检测到上述有效的并网逆变器中断控制信号时，再次启动校正控制计数器和功率保持计数器，准备进入下一次MPPT校正控制即执行校正检测控制。
本发明提出了一种MPPT误判的校正控制方法，在MPPT控制误判时，通过解除电压中环的控制，采用定电流控制保持光伏阵列输出功率不变，从而改变并网逆变器直流侧的输入电压，避免了因MPPT控制发生误判导致的直流工作电压不足的问题，提高光伏系统的稳定性，以兼顾MPPT控制为主，校正为辅，结构简洁、易于实现。另外，当MPPT控制正常工作时，光伏阵列的工作电压点位于最大功率点或者其右侧，不影响并网逆变器的正常运行。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种MPPT误判的校正控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
误判校正启动步骤，当满足MPPT误判校正发生条件时，进入误判校正模式，执行误判校正控制，MPPT功率外环回路向直流电压中环回路输送与当前光伏阵列工作电压(Upv)相等的直流电压中环输入电压参考值(U* dc)，使得所述直流电压中环回路将基于所述直流电压中环输入电压参考值(U* dc)和所述光伏阵列工作电压(Upv)得到的误差信号(Verr)清零，输出保持不变的电流内环输入电流参考值(i* d)；
输出功率保持步骤，电流内环回路基于当前所述电流内环输入电流参考值(i* d)，输出与所述电流内环输入电流参考值(i* d)对应的网侧功率因数电流控制参数，使得光伏阵列的输出功率保持不变，并在保持光伏阵列输出功率时升高并网逆变器的输入电压，保持一定时间后，所述MPPT功率外环回路继续追踪所述光伏阵列的最大功率点，从而完成因MPPT误判而进行的校正控制。
2.根据权利要求1所述的校正控制方法，其特征在于，所述误判校正启动步骤还包括，
误判校正预处理步骤，基于预设的校正控制执行周期常数(T1)，在每个校正控制执行周期内启动校正检测控制，输出校正控制标志信号；
误判校正启动判断步骤，基于所述校正控制标志信号及预设的输出功率保持周期常数(T2)，进一步判断是否满足MPPT误判校正发生条件，当满足所述条件时，在输出功率保持周期内执行误判校正控制，其中，所述输出功率保持周期常数(T2)小于所述校正控制执行周期常数(T1)。
3.根据权利要求2所述的校正控制方法，其特征在于，所述误判校正启动判断步骤进一步包括：
校正检测控制启动步骤，基于所述并网逆变器发送的中断控制信号，所述直流电压中环回路输出对应的校正检测控制次数(cnt1)和误判校正控制次数(cnt2)；
误判校正控制判定步骤，将所述校正检测控制次数(cnt1)对应的时间与所述校正控制执行周期常数(T1)进行比较，输出初步比较结果；
误判校正控制启动步骤，判定所述校正控制标志信号的有效性，当所述校正控制标志信号有效时，进一步比较所述误判校正控制次数(cnt2)对应的时间与所述输出功率保持周期常数(T2)的大小，确定是否满足MPPT误判校正条件。
4.根据权利要求3所述的校正控制方法，其特征在于，在所述误判校正启动判断步骤中，
当所述校正检测控制次数(cnt1)对应的时间大于所述校正控制执行周期常数(T1)时，输出有效的所述校正控制标志信号，所述校正检测控制次数(cnt1)清零；
进一步，当所述校正控制标志信号有效且所述误判校正控制次数(cnt2)对应的时间小于或等于所述输出功率保持周期常数(T2)时，满足MPPT误判校正条件。
5.根据权利要求3所述的校正控制方法，其特征在于，在所述误判校正启动判断步骤中，
当所述校正检测控制次数(cnt1)对应的时间小于或等于所述校正控制执行周期常数(T1)时，若所述校正控制标志信号有效且所述误判校正控制次数(cnt2)对应的时间大于所述输出功率保持周期常数(T2)，输出无效的所述校正控制标志信号，执行正常的最大功率跟踪控制工作模式，且所述误判校正控制次数(cnt2)清零。
6.根据权利要求3所述的校正控制方法，其特征在于，在所述误判校正启动判断步骤中，
当所述校正检测控制次数(cnt1)对应的时间小于或等于所述校正控制执行周期常数(T1)时，若进一步所述校正控制标志信号无效，执行正常的最大功率跟踪控制工作模式，且所述误判校正控制次数(cnt2)清零。
7.根据权利要求5或6所述的校正控制方法，其特征在于，在正常的最大功率跟踪控制工作模式下，执行如下步骤：
所述MPPT功率外环回路向所述直流电压中环回路输出与当前功率点对应的所述直流电压中环输入电压参考值(U* dc)，所述直流电压中环回路解除对所述误差信号(Verr)的清零操作，输出当前所述电流内环输入电流参考值(i* d)；
所述电流内环回路基于当前所述电流内环输入电流参考值(i* d)，进一步输出与所述电流内环输入电流参考值(i* d)对应的所述网侧功率因数电流控制参数，以调节所述并网逆变器的输入电压，所述MPPT功率外环回路继续跟踪所述光伏阵列的最大功率点。
8.一种MPPT误判的校正控制系统，其特征在于，该系统用于执行如权利要求1～7中任一项所述的方法，所述校正控制系统具备：
光伏阵列；
直流电压中环回路，其当满足MPPT误判校正发生条件时，进入误判校正模式，执行误判校正控制，将基于直流电压中环输入电压参考值(U* dc)和光伏阵列工作电压(Upv)得到的误差信号(Verr)清零，输出保持不变的电流内环输入电流参考值(i* d)；
MPPT功率外环回路，其输送与当前所述光伏阵列工作电压(Upv)相等的所述直流电压中环输入电压参考值(U* dc)，使得所述光伏阵列的输出功率保持不变，保持一定时间后，继续追踪所述光伏阵列的最大功率点；
电流内环回路，其基于所述直流电压中环回路发送的所述电流内环输入电流参考值(i* d)，输出与所述电流内环输入电流参考值(i* d)对应的网侧功率因数电流控制参数；
并网逆变器，其基于当前所述网侧功率因数电流控制参数，在保持光伏阵列输出功率时升高所述并网逆变器的输入电压，从而完成因MPPT误判而进行的校正控制。
9.根据权利要求8所述的校正控制系统，其特征在于，
所述直流电压中环回路，其存储有校正控制执行周期常数(T1)和输出功率保持周期常数(T2)，在每个校正控制执行周期内启动校正检测控制，输出校正控制标志信号，并基于所述校正控制标志信号及所述输出功率保持周期常数(T2)，进一步判断是否满足MPPT误判校正发生条件，当满足所述条件时，在输出功率保持周期内执行误判校正控制，其中，所述输出功率保持周期常数(T2)小于所述校正控制执行周期常数(T1)。
10.根据权利要求8或9所述的校正控制系统，其特征在于，所述直流电压中环回路，其进一步基于所述并网逆变器发送的中断控制信号，输出对应的校正检测控制次数(cnt1)和误判校正控制次数(cnt2)，先将所述校正检测控制次数(cnt1)对应的时间与所述校正控制执行周期常数(T1)进行比较，输出初步比较结果，再判定所述校正控制标志信号的有效性，当所述校正控制标志信号有效时，进一步比较所述误判校正控制次数(cnt2)对应的时间与所述输出功率保持周期常数(T2)的大小，确定是否满足MPPT误判校正发生条件。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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