1.一种电导增量与线性外推组合的最大功率点追踪方法,用于混合微能源采集系统的最大功率点追踪,其特征在于,所述电导增量与线性外推组合的最大功率点追踪方法,包括:步骤1、获取所述混合微能源采集系统的输出电流、工作电压,得到混合微能源采集系统的电流-电压特性曲线、功率-电压特性曲线;
步骤2、初始化当前工作点A:初始化工作点A的占空比d(t),输出电流iPV=i(t),工作电压vPV=v(t),t=0,t表示迭代次数;
步骤3、判断当前环境下的工作点A是否为全局最大功率点,过程如下:步骤3.1:根据电流-电压特性曲线计算混合微能源采集系统中电导、电流关于电压求导的绝对值分别为:式中,gDC表示电导,diPV为输出电流的微分,dvPV为工作电压的微分,gac为电流关于电压求导的绝对值;
步骤3.2:在混合微能源采集系统的电流-电压特性曲线中,基于电导增量法的最大功率点判断规则如下:步骤3.3:定义Δg=gDC-gac,设定阈值系数ε,计算得到工作点A处的Δg记为ΔgA,当ΔgA≤ε时,根据公式(3)所示基于电导增量法的最大功率点判断规则,得到全局最大功率点的工作电压VGMPP=v(0),并返回步骤1;当ΔgA>ε时,根据公式(3)所示基于电导增量法的最大功率点判断规则,得到VGMPP≠v(0),则进入步骤4;
步骤4、基于线性外推法,判断工作点A所在的电流-电压特性曲线是否满足线性函数表达式,若工作点A所在的电流-电压特性曲线满足线性函数表达式,则进入步骤5;否则进行步骤6;
步骤5、利用线性函数表达式求得局部最大功率点的功率
步骤6、利用电导增量法求得局部最大功率点的功率
步骤7:记录最大功率点的功率
步骤8:基于反向电导增量法,求得工作点B的坐标,过程如下:步骤8.1:初始化工作点B的坐标(v(t),i(t)),t=0,t表示迭代次数;
步骤8.2:基于公式(1)和公式(2)计算工作点B对应的gDC和gac,根据Δg=gDC-gac计算得到工作点B处的Δg记为ΔgB;
步骤8.3:若ΔgB>0,则当前外部环境下工作点B处斜率为正,并计算求得v(t+1)=v(t)+Δv,Δv为调整的电压步长;
步骤8.4:若ΔgB<0,则当前外部环境下工作点B处斜率为负,并计算求得v(t+1)=v(t)-Δv;
步骤8.5:记录参数T=t时,判断工作点B输出功率是否为0,过程如下:步骤8.5.1:若i(T)×v(T)=0,则工作点B输出功率为0,进入步骤8.6;
步骤8.5.2:若i(T)×v(T)≠0,则工作点B输出功率不为0,进入步骤8.7或步骤8.8;
步骤8.6:基于当前工作点B的坐标,更新占空比获得工作点B的坐标,过程如下:步骤8.6.1:若i(T)=0,则更新占空比为0.1,t=T+1,记录此时工作点B的坐标(v(t),i(t)),并进入步骤9;
步骤8.6.2:若v(T)=0,则更新占空比为0.9,t=T+1,记录此时工作点B的坐标(v(t),i(t)),并进入步骤9;
步骤8.7:若ΔgB>0,求得工作点B的坐标(v(t),i(t)),过程如下:步骤8.7.1:赋值t=T-1,并基于赋值后的t对应的v(t),i(t)更新ΔgB;
步骤8.7.2:若更新后的ΔgB>0,则返回步骤8.3;
步骤8.7.3:若更新后的ΔgB<0,则更新工作点B的工作电压为v(t)=v(T),输出电流为i(t)=i(T),记录此时工作点B的坐标(v(t),i(t)),并进入步骤9;
步骤8.8:若ΔgB<0,求得工作点B的坐标(v(t),i(t)),过程如下:步骤8.8.1:赋值t=T-1,并基于赋值后的t对应的v(t),i(t)更新ΔgB;
步骤8.8.2:若更新后的ΔgB<0,则返回步骤8.4;
步骤8.8.3:若更新后的ΔgB>0,则更新工作点B的工作电压为v(t)=v(T),输出电流为i(t)=i(T),记录此时工作点B的坐标(v(t),i(t)),并进入步骤9;
步骤9:基于线性外推法,判断工作点B所在的电流-电压特性曲线是否满足线性函数表达式,若工作点B所在的电流-电压特性曲线满足线性函数表达式,则利用线性函数表达式求得局部最大功率点的功率 否则利用电导增量法求得局部最大功率点的功率步骤10:记录最大功率点的功率步骤11:比较PMPP1与PMPP2的大小,求得全局最大功率点的功率PGMPP,过程如下:步骤11.1:若PMPP1≥PMPP2,则PGMPP=PMPP1;
步骤11.2:若PMPP1<PMPP2,则PGMPP=PMPP2;
步骤12:重复步骤1~11,更新全局最大功率点,直至ΔgB≤ε时,停止迭代,输出全局最大功率点的功率PGMPP。
2.如权利要求1所述的电导增量与线性外推组合的最大功率点追踪方法,其特征在于,所述基于线性外推法,判断工作点A所在的电流-电压特性曲线是否满足线性函数表达式,若工作点A所在的电流-电压特性曲线满足线性函数表达式,则进入步骤5;否则进行步骤6,包括:步骤4.1、初始化电流-电压特性曲线上的工作点A的坐标,v0=v(0),i0=i(0);
步骤4.2、根据公式(1)和公式(2)基于工作点A的v0和i0计算对应的gDC和gac,并更新ΔgA;
步骤4.3、若ΔgA>0,则当前环境下工作点A处的斜率为正,通过公式(4)计算求得v1、v2,再根据电流-电压特性曲线,求得i1、i2;
步骤4.4、若ΔgA<0,则当前环境下工作点A处的斜率为负,通过公式(5)计算求得v1、v2,再根据电流-电压特性曲线,求得i1、i2;
v1=v0+Δv,v2=v0+2Δv (4)
v1=v0-Δv,v2=v0-2Δv (5)
步骤4.5、由点(v0,i0)与(v1,i1)两点确定一条直线l1,由点(v1,i1)与(v2,i2)两点确定一条直线l2;
步骤4.6、通过公式(6)、(7)分别求得l1、l2的斜率a1、a2;
步骤4.7、若a1=a2,则工作点A所在的电流-电压特性曲线满足线性函数表达式,进入步骤5;
步骤4.8、若a1≠a2,则工作点A所在的电流-电压特性曲线不满足线性函数表达式,进入步骤6。
3.如权利要求1所述的电导增量与线性外推组合的最大功率点追踪方法,其特征在于,所述利用线性函数表达式求得局部最大功率点 包括:步骤5.1、假设iPV=0,通过公式(8),推导出在断路条件下,开路电压为vOC=vPV;
公式(8)中,Vs为恒压源,RS为恒压源串联的电阻;
步骤5.2、计算求得局部最大功率点的工作电压VMPP=vOC/2;
步骤5.3、根据功率-电压特性曲线,求得此时的局部最大功率点的功率
4.如权利要求1所述的电导增量与线性外推组合的最大功率点追踪方法,其特征在于,所述利用电导增量法求得局部最大功率点 包括:步骤6.1、记录当前工作点A的坐标(v(t),i(t));
步骤6.2、根据公式(1)和公式(2)基于工作点A的v(t)和i(t)计算对应的gDC和gac,并更新ΔgA;
步骤6.3、若ΔgA>0,则当前环境下工作点A的斜率为正,通过公式(9)计算求得v(t+1),再根据电流-电压特性曲线,求得i(t+1);
步骤6.4、若ΔgA<0,则当前环境下工作点A的斜率为负,通过公式(10)计算求得v(t+
1),再根据电流-电压特性曲线,求得i(t+1);
v(t+1)=v(t)+Δv (9)
v(t+1)=v(t)-Δv (10)
步骤6.5、更新v(t)=v(t+1),i(t)=i(t+1),根据公式(1)和公式(2)基于更新后的v(t)和i(t)计算对应的gDC和gac,并更新ΔgA;
步骤6.6、若|ΔgA|≤ε,则更新后工作点A的坐标(v(t),i(t))为局部最大功率点,此时的工作电压VMPP=v(t),局部最大功率点的功率步骤6.7、若|ΔgA|>ε,则更新后工作点A的坐标(v(t),i(t))不为局部最大功率点,返回步骤6.2。