威胜能源技术股份有限公司何志峰获国家专利权
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龙图腾网获悉威胜能源技术股份有限公司申请的专利集成恒压、限流和最大功率点追踪的光伏逆变器控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119209716B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411396480.8,技术领域涉及:H02J3/38;该发明授权集成恒压、限流和最大功率点追踪的光伏逆变器控制方法是由何志峰;邓超艳;杨志祥;卓猛;李明亮;江山;王锴逸;龙晓明;李天宇设计研发完成,并于2024-10-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本集成恒压、限流和最大功率点追踪的光伏逆变器控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种集成恒压、限流和最大功率点追踪的光伏逆变器控制方法,包括如下步骤:步骤一、通过硬件采样电路获取光伏电压、输出电压、控制电流;步骤二、获得交直流滤波后的光伏采样电压Uspv、输出电压Usbat、控制电流Isbat,并且计算出输出功率Psout;步骤三、检测逆变器是否在保护状态或者无光伏能量需求,未在保护状态并且有光伏需求,进入步骤四;步骤四、根据逆变器现阶段的需求,给出最大输出电压限制Uset,最大控制电流限制Iset,并且计算出最大功率限制Pset;步骤五、控制算法使用输出电压为外环,控制电流为内环的PI算法。本发明在安全可靠的情况下可以最大限度和效率利用太阳能。
本发明授权集成恒压、限流和最大功率点追踪的光伏逆变器控制方法在权利要求书中公布了:1.一种集成恒压、限流和最大功率点追踪的光伏逆变器控制方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤一、获取光伏电压、输出电压、控制电流; 步骤二、为了过滤CPU的AD采样上的直流分量零漂干扰,在控制功能运行前,先计算出光伏电压、输出电压和控制电流的零漂Zero,然后通过直流分量滤波算法过滤光伏电压、输出电压、控制电流,获得直流滤波后的光伏电压Uspv-d、输出电压Usbat-d和控制电流Isbat;直流滤波后的光伏电压Uspv-d、输出电压Usbat-d,通过交流分量滤波算法,过滤逆变器输出产生的60Hz交流干扰,获得最终的光伏电压Uspv、输出电压Usbat,并计算出输出功率Psout,Psout=Usbat*Isbat; 步骤三、检测逆变器是否在保护状态或者无光伏能量需求,若未在保护状态并且有光伏需求,进入步骤四;若在保护状态或者无光伏需求则退出,不进行输出; 步骤四、根据逆变器现阶段的需求,给出最大输出电压限制Uset,最大控制电流限制Iset,并且计算出最大功率限制Pset,Pset=Uset*Iset; 步骤五、控制算法使用输出电压为外环,控制电流为内环的PI算法;当输出电压和控制电流均小于逆变器的最大输出电压限制Uset和最大控制电流限制Iset,自动调整比例系数和积分系数使控制算法进行MPPT最大功率点追踪;若控制电流大于最大控制电流限制Iset时,由电流内环的PI算法进行限流控制;当输出电压大于逆变器最大输出电压限制Uset时,由电压外环的PI算法进行恒压控制; 控制算法如下: 电压外环的PI算法: eut=Usbatt–Uset; Ut=Kpu*eut+Kiu*∫eut; 电流内环的PI算法: eit=it–Ut; 如果Kii*∫eitIset,Intgt=Iset;否则Intgt=Kii*∫eit; It=Kpi*eit+Intgt; t表示t时刻即当前时刻,Usbatt表示当前时刻滤波后的输出电压,Uset表示最大输出电压限制,eut表示输出电压和最大输出电压限制Uset的差值;Ut当前时刻的电压环输出值,Kpu表示电压环的比例系数,Kiu表示电压环的积分系数,∫eut表示从eut从0时刻开始到t时刻的累加和,it表示当前时刻的控制电流Isbat,eit表示电压环输出值与控制电流的差值,Intgt表示电流环积分环节,Kii表示电流环的积分系数,Kpi电流环的比例系数,∫eit表示从eit从0时刻开始到t时刻的累加和;It为电流环的输出,也是控制算法控制开关管的占空比; 如滤波后输出电压Usbatt大于最大输出电压限制Uset,则Ut增大,eit减小,It控制占空比趋向于减小,输出能量减小;如滤波后输出电压Usbatt小于最大输出电压限制Uset,Ut减小,eit增大,It控制占空比趋向于增大,输出能量增大;通过算法控制来调整占空比使输出电压向最大输出电压限制Uset靠近,保持恒压,即电压外环的PI算法进行恒压控制;当控制电流大于最大控制电流限流值Iset时,Intgt=Iset,限制了积分环节,使It控制占空比限制到最大值,输出能量减小,限制控制电流减小到最大控制电流限流值Iset,保持限流,即电流内环的PI算法进行限流控制;当电压小于最大输出电压限制Uset,并且控制电流小于最大控制电流限流值Iset时,则进行MPPT最大功率点追踪; 所述步骤五中,自动调整比例系数和积分系数使控制算法进行追踪MPPT最大功率点追踪的步骤如下: 以X轴为光伏电压,Y轴为光伏输出功率,绘制得到Vspv-Psout曲线,占空比和光伏电压成反比,即占空比越小,光伏电压越大;在Vspv-Psout曲线上设置P1、P2、P3、P4、P5五个参考点,P1-P5分别为占空比从大到小对应的光伏电压和输出功率;其中,p3为最大功率点,设置p3左侧为A区,p3右侧为B区,则P1和P2在A区,P4和P5在B区;在A区,输出占空比递减,光伏电压递增,输出功率功率递增,光伏电压和输出功率方向相同,电导增量为正,在B区,输出占空比递增,光伏电压递减,输出功率递增,光伏电压和输出功率方向相反,电导增量为负; 进行MPPT最大功率点追踪时,若运行在从P5往P3走方向,由电导增量识别出在B区,由所述控制算法调整占空比增大,使光伏电压减小,输出功率增加;MPPT运行在从P5越过P3往P1走方向,由电导增量识别出在A区,如果不对所述控制算法的方向进行调整则输出占空比会继续增大,输出功率递减,背离最大功率点追踪的目标;此时对电压环的比例系数Kpu、积分系数Kiu和电流环的比例系数Kpi、积分系数Kii进行方向取反操作,即乘以-1进行取负值,使输出占空比减小,光伏电压增加,输出功率增加,往p3靠近; 进行MPPT最大功率点追踪时,若运行在在从P1越过P3往P5走,则进行P5越过P3往P1相反的调整,使电压外环的PI算法中的比例系数Kpu、积分系数Kiu和电流环的比例系数Kpi、积分系数Kii调整回正值,保证输出占空比增大,输出功率增大,往p3靠近;此时MPPT会在p2-p3-p4三点间震荡,为了减小震荡,使输出功率稳定在最大功率点P3上,检测到M次占空比输出内有N次AB区间跨区震荡,则自动调整电压外环的PI算法中电压环积分系数Kiu和电流环积分系数Kii,使电压环积分系数Kiu和电流环积分系数通过上述积分系数Kiu和Kii,减小积分响应速度,使MPPT锁在最高点;若光伏能量变化导致Vspv-Psout曲线大幅度变化,使MPPT从P3跳到P1或P5,检测到预设时间内没有AB跨区震荡,则放大电压环积分系数Kiu和电流环积分系数Kii回初始值,加大积分响应速度,使之快速重新回到MPPT最大功率点P3; 所述步骤一中,通过硬件采样电路获取光伏电压、输出电压、控制电流; 所述直流分量滤波算法如下: fx=Px–Zero fx为直流滤波函数,Px为当前时刻CPU通过采样电路采集的为光伏电压输出电压控制电流;Pi为i=1~L中的i时刻光伏电压输出电压控制电流采样值;Zero为光伏输出前对应的光伏电压输出电压控制电流AD采样零漂;L为预设时间内的采样点总量。
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