一种光伏发电最大功率点追踪方法、系统、设备及介质

1.本发明涉及新能源光伏发电技术领域，特别是涉及一种光伏发电最大功率点追踪方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.化石能源不仅污染环境、其储量也同时日渐减少。于是，用可再生能源代替这些不可再生能源成为了必然趋势。比如太阳能就是最普遍的可再生能源。作为新能源的主要形式之一，太阳能相比于其他能源有着不容忽视的显著特征，例如储备丰富、突破地域限制等等，但由于光伏发电在输出时呈现出极为明显的非线性特性，导致无法时刻以最大功率输出，产生了较大的功率损害，变相增加了光伏发电系统的成本。
3.因此，如何确定光伏发电的最大功率点并以最大功率输出，成为了本领域当前要解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种光伏发电最大功率点追踪方法、系统、设备及介质，只需要采集实时电流和电压，以及该电路的短路电压就可完成最大功率点的追踪。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种光伏发电最大功率点追踪方法，包括：
7.获取光伏发电系统的实时电流、实时电压和短路电压；
8.根据所述实时电流、所述实时电压和所述短路电压绘制u-i图像；
9.根据所述u-i图像利用面积对比法和二分法确定最大功率点。
10.可选地，根据所述u-i图像利用面积对比法和二分法确定最大功率点，具体包括：
11.设定步长；
12.按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积；所述第一点与所述第二点的横坐标之间的距离为所述设定步长；
13.根据所述面积确定第一面积和第二面积；所述第一面积为第一点的横纵坐标与坐标轴围成的面积减去重叠面积的差值；所述重叠面积为第一点的横纵坐标与坐标轴围成的面积与第二点的横纵坐标与坐标轴围成的面积相重叠的部分；所述第二面积为第二点的横纵坐标与坐标轴围成的面积减去重叠面积的差值；
14.比较所述第一面积与第二面积的大小，得到比较结果；
15.根据所述比较结果确定最大功率点。
16.可选地，根据所述比较结果确定最大功率点，具体包括：
17.当所述比较结果为所述第一面积大于所述第二面积时，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回步骤“按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积”；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；
18.当所述比较结果为所述第一面积等于所述第二面积时，则判断第一点和第二点的
横坐标之差是否小于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则确定第一点为最大功率点；若所述第一判断结果为否，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回步骤“按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积”；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；
19.当所述比较结果为所述第一面积小于所述第二面积时，则判断所述第二点的横坐标与所述设定步长的和是否大于电路的短路电压，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回步骤“按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积”；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；若所述第二判断结果为否，则用第三点对所述第一点进行更新，用第四点对所述第二点进行更新，并返回步骤“比较所述第一面积与第二面积的大小，得到比较结果”；所述第三点所述第二点的横坐标之间的距离为所述设定步长；所述第四点与所述第三点的横坐标之间的距离为所述设定步长。
20.本发明还提供一种光伏发电最大功率点追踪系统，包括：
21.获取模块，用于获取光伏发电系统的实时电流、实时电压和短路电压；
22.绘制模块，用于根据所述实时电流、所述实时电压和所述短路电压绘制u-i图像；
23.最大功率点确定模块，用于根据所述u-i图像利用面积对比法和二分法确定最大功率点。
24.可选地，最大功率点确定模块具体包括：
25.设定单元，用于设定步长；
26.面积获取单元，用于按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积；所述第一点与所述第二点的横坐标之间的距离为所述设定步长；
27.第一面积和第二面积确定单元，用于根据所述面积确定第一面积和第二面积；所述第一面积为第一点的横纵坐标与坐标轴围成的面积减去重叠面积的差值；所述重叠面积为第一点的横纵坐标与坐标轴围成的面积与第二点的横纵坐标与坐标轴围成的面积相重叠的部分；所述第二面积为第二点的横纵坐标与坐标轴围成的面积减去重叠面积的差值；
28.比较单元，用于比较所述第一面积与第二面积的大小，得到比较结果；
29.最大功率点确定单元，用于根据所述比较结果确定最大功率点。
30.可选地，最大功率点确定单元具体包括：
31.比较结果第一确定子单元，用于当所述比较结果为所述第一面积大于所述第二面积时，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回面积获取单元；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；
32.比较结果第二确定子单元，用于当所述比较结果为所述第一面积等于所述第二面积时，则判断第一点和第二点的横坐标之差是否小于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则确定第一点为最大功率点；若所述第一判断结果为否，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回面积获取单元；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；
33.比较结果第三确定子单元，用于当所述比较结果为所述第一面积小于所述第二面积时，则判断所述第二点的横坐标与所述设定步长的和是否大于电路的短路电压，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回面积获取
单元；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；若所述第二判断结果为否，则用第三点对所述第一点进行更新，用第四点对所述第二点进行更新，并返回面积获取单元；所述第三点所述第二点的横坐标之间的距离为所述设定步长；所述第四点与所述第三点的横坐标之间的距离为所述设定步长。
34.本发明还提供一种电子设备，包括：
35.一个或多个处理器；
36.存储装置，其上存储有一个或多个程序；
37.当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如所述的方法。
38.本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述的方法。
39.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
40.本发明获取光伏发电系统的实时电流、实时电压和短路电压；根据所述实时电流、所述实时电压和所述短路电压绘制u-i图像；根据所述u-i图像利用面积对比法和二分法确定最大功率点。直接通过绘制的u-i图像利用面积对比法和二分法就可以确定最大功率点，从而实现只需要采集实时电流和电压，以及该电路的短路电压就可完成最大功率点的追踪。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为光伏系统基本结构图；
43.图2为光伏电池等效电路图；
44.图3为光伏发电最大功率点追踪方法在实际应用中的流程图；
45.图4为理论基础图像；
46.图5为s1》s2的示例图形；
47.图6为第一种s1＝s2的示例图形；
48.图7为第二种s1＝s2的示例图形；
49.图8为s1《s2的示例图形；
50.图9为本发明提供的光伏发电最大功率点追踪方法流程图。
具体实施方式
51.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
52.本发明的目的是提供一种光伏发电最大功率点追踪方法、系统、设备及介质，只需
要采集实时电流和电压，以及该电路的短路电压就可完成最大功率点的追踪。
53.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
54.目前提高光伏发电效率的主要解决方法可以分为以下两种：一是在光伏电池原材料上做更深入的研究，提高单晶硅的光电转化率，进而提高对太阳能的利用率。二是在光伏发电系统中使用最大功率点追踪技术(maximum power point tracking，mppt)控制技术，对最大功率点快而准地追踪。对mppt控制算法的研究比对光伏电池材料的研究更容易攻破和实现，所以现阶段提高光伏发电的发电效率更方便的解决办法就是对mppt控制算法的优化。
55.本发明以离网型光伏发电系统为研究对象，一个带有mppt的光伏系统一般包含光伏电池阵列、电压电流检测电路、dc/dc转换电路、mppt控制电路和负载，如图1所示。
56.根据对太阳能电池产生电能的基本原理分析，可以得到如图2所示的太阳能电池的等效电路图，它主要是由与电流源并联的二极管和电阻r
sh
以及串联电阻rs，能够很好的描述光伏电池的运行原理。
57.由二极管的特性方程可以得到通过二极管的电流：
[0058][0059]
其中，q是电子电荷，值为1.6*10-19
库；e为光伏电池的电动势；a为p-n的理想系数；k是boltzmann常数，约为1.38*10-23
j/k；t是当前状态下的温度；exp表示以e为底的()内的次方，i
d0
是光伏电池内部等效二极管的pn结反向饱和电流，一般看做常数。id则是光伏电池内部的暗电流。
[0060]
根据基尔霍夫电流定律，其输出电流i
p
如下式：
[0061][0062]
其中，i
ph
是光伏电池内部的光生电流，v
p
为输出电压，rs为串联电阻。
[0063]
在理想形式下，作为太阳能电池本身自由的内阻，并联电阻r
sh
很大，而且rs特别小，为了简化太阳能电池的数学模型，它们可以忽略不计，于是得到下式：
[0064][0065]
同时可以反向求出v
p
：
[0066][0067]
从3和4式可知，太阳能电池输出的电压和电流与温度和光照幅度紧密相关。然而在实际研究中，是无法直接通过3和4式来计算光伏电池的输出电流和电压。还用考虑光伏电池的短路电流和短路电压，将3式简化后通过待定系数法可得：
[0068][0069]
其中，i
sc
为短路电流，c1和c2为待定系数，v
oc
为开路电压。5式中的i和v分别代表着
实际的电流和电压。
[0070]
在通用标准状态下(25℃，1000w/m2)下，当光伏系统工作在最大功率点(i
mpp
,u
mpp
)处，i
mpp
为最大功率点电流，u
mpp
为最大功率点电压，代入有：
[0071][0072]
常温下的远大于1，故此处的1可忽略不计得：
[0073][0074]
开路状态下，主电路断开，所以此时的输出电流i
p
为0，而输出电压u
p
则等于u
oc
，将开路状态下的电流电压值带入6中，然后将7中的c1代入，可以得到：
[0075][0076]
由8解得c2为：
[0077][0078]
确定参数c1和c2的求解方式后，就可以将光伏电池在标准状态(25℃，1000w/m2)下的i
sc
、u
oc
、i
mpp
、u
mpp
代入7和9式中，求解出c1和c2的具体值。最终将c1和c2代入5式中，就可以确定太阳能电池处于标准条件时的输出电压和电流的函数关系。最后通过函数关系，确定其特性曲线。
[0079]
根据实际的温度和辐照度通过函数关系，确定不同的特性曲线，并进行分析。
[0080]
本发明只需要采集实时电流和电压，以及该电路的短路电压，并对此u-i曲线进行分析通过基于u-i图像输出的数据进行数据比对最终找到光伏发电的最大功率点，从而使光伏发电输出功率最大化。
[0081]
本发明主要研究的是当温度和辐照值都处于不变情况下，最大功率点为单峰值的情况，一种根据u-i图像的面积比较寻找最大功率点的方法。通过以获取到的u-i曲线，可知道每一点的电压所对应的电流值，以及该电路的短路电压，并对此u-i曲线进行分析。
[0082]
如图9所示，本发明提供的一种光伏发电最大功率点追踪方法，包括：
[0083]
步骤101：获取光伏发电系统的实时电流、实时电压和短路电压。
[0084]
步骤102：根据所述实时电流、所述实时电压和所述短路电压绘制u-i图像。
[0085]
步骤103：根据所述u-i图像利用面积对比法和二分法确定最大功率点。
[0086]
步骤103，具体包括：
[0087]
设定步长。
[0088]
按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积；所述第一点与所述第二点的横坐标之间的距离为所述设定步长。
[0089]
根据所述面积确定第一面积和第二面积；所述第一面积为第一点的横纵坐标与坐标轴围成的面积减去重叠面积的差值；所述重叠面积为第一点的横纵坐标与坐标轴围成的面积与第二点的横纵坐标与坐标轴围成的面积相重叠的部分；所述第二面积为第二点的横
纵坐标与坐标轴围成的面积减去重叠面积的差值。
[0090]
比较所述第一面积与第二面积的大小，得到比较结果。
[0091]
根据所述比较结果确定最大功率点。
[0092]
其中根据所述比较结果确定最大功率点，具体包括：
[0093]
当所述比较结果为所述第一面积大于所述第二面积时，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回步骤“按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积”；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点。
[0094]
当所述比较结果为所述第一面积等于所述第二面积时，则判断第一点和第二点的横坐标之差是否小于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则确定第一点为最大功率点；若所述第一判断结果为否，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回步骤“按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积”；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点。
[0095]
当所述比较结果为所述第一面积小于所述第二面积时，则判断所述第二点的横坐标与所述设定步长的和是否大于电路的短路电压，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回步骤“按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积”；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；若所述第二判断结果为否，则用第三点对所述第一点进行更新，用第四点对所述第二点进行更新，并返回步骤“比较所述第一面积与第二面积的大小，得到比较结果”；所述第三点所述第二点的横坐标之间的距离为所述设定步长；所述第四点与所述第三点的横坐标之间的距离为所述设定步长。
[0096]
如图3所示，本发明还提供光伏发电的最大功率点追踪方法在实际应用应用中的具体流程，该方法包括：
[0097]
从u-i图像原点开始取以a为定步长的电压值，分别记为u1、u2、u3、
……
un，所对应的电流值记为i1、i2、i3、
……in
，其中u
n+1＝un+
a。
[0098]
所对应坐标轴上的点分别为(un，in)，每次进行比较相邻的两点与坐标轴所围成的面积，由于二者中间有一部分面积重合，所以只需要比较没有重合部分的面积，即重叠部分的上半部分面积和重叠部分的右侧部分面积，即比较(i
n-i
n+1
)un和(u
n+1-un)i
n+1
的大小。因为pn＝u
nin
，所以如图4所示，封闭图形的面积即为功率，只需要比较封闭图形面积的大小，即可得到最大功率点。(i
n-i
n+1
)un和(u
n+1-un)i
n+1
代表的分别是重合部分的上半部分面积和右侧面积，所以通过不断比较(i
n-i
n+1
)un和(u
n+1-un)i
n+1
的大小即可推断出最大功率点的位置，进行下一步分析。
[0099]
步骤一：通过基于u-i图像输出的数据进行数据比对最终找到光伏发电的最大功率点，本发明主要研究的是当温度和辐照值都处于不变情况下，最大功率点为单峰值的情况。
[0100]
步骤二：从原点开始取以a为定步长的电压值，分别记为u1、u2、u3、
……
un，所对应的电流值记为i1、i2、i3、
……in
，其中u
n+1＝un+
a。
[0101]
步骤三：比较(i
n-i
n+1
)un和(u
n+1-un)i
n+1
的大小
[0102]
通过比较(i
n-i
n+1
)un和(u
n+1-un)i
n+1
的大小，会分为以下三种情况:
[0103]
a、如图5所示，情况
①
若(i
n-i
n+1
)un》(u
n+1-un)i
n+1
，即重叠部分的上半部分面积大
于右侧面积，所以un点处的功率大于u
n+1
点处的功率。则说明最大功率点应该位于u
n+1
左侧。进入步骤四。
[0104]
即如图2所示及s1》s2所以pn》p
n+1
。
[0105]
b、情况
②
若(i
n-i
n+1
)un＝(u
n+1-un)i
n+1
，即重叠部分的上半部分面积等于右侧面积，所以un点处的功率等于u
n+1
点处的功率。对应着如图7部分p-u图像的情况，即为两个电压不同但功率相同的两个点，而最大功率点唯一，则说明最大功率点应该位于un和u
n+1
中间。进入步骤四。即如图6所示及s1＝s2所以pn＝p
n+1
。
[0106]
针对情况
②
，应将进行一步差值m＝u
n+1-un，初始设定m阈值为0.1(可根据需要精度自行调整)。当m小于0.1时，那么un所对应的电压即为最大功率点电压，对应的u
nin
乘积即为最大功率。当m大于0.1时，则应从un开始重新缩短步长进行比较。
[0107]
c、情况
③
若(i
n-i
n+1
)un《(u
n+1-un)i
n+1
，即重叠部分的上半部分面积小于右侧面积，所以un点处的功率小于u
n+1
点处的功率。则说明最大功率点应该位于un右侧。进入步骤五，即如图8所示s1《s2对应着pn《p
n+1
，所以应该位于un的右侧。
[0108]
针对以上三种情况，因为是从原点开始电压逐步增大进行两个相邻的电压和电流进行公式比较，所以综上所述的三种情况的最大功率点应都位于un的右侧。
[0109]
步骤四：缩短二分之一步长
[0110]
将步长a缩短二分之一，重复进行比较(i
n-i
n+1
)un和(u
n+1-un)i
n+1
的大小。根据重复的次数，un的取值应该遵照un＝u
n-1
+a/2
t-1
(其中t为进行次数)。
[0111]
步骤五：针对
③
，此时的u
n+1
的功率大于un的功率，即p
n+1
》pn，所以此时的最大功率点一定位于un的右侧，但最大功率点有可能位于un与u
n+1
的中间，也有可能位于u
n+1
的右侧，如果u
n+1
+a大于此电路的短路电压的话，那么应从un开始进行步骤四。如果不，则点u
n+1
+a按照原来的步长继续比较(i
n-i
n+1
)un和(u
n+1-un)i
n+1
。
[0112]
针对
①
和
②
，因为此时的最大功率点都位于un的右侧，所以应该从un开始缩短二分之一步长重复进行比较(i
n-i
n+1
)un和(u
n+1-un)i
n+1
的大小。
[0113]
对于下一次的(i
n-i
n+1
)un和(u
n+1-un)i
n+1
比较，同样会出现三种跟现在相同的情况，针对不同的情况应对方法应与目前的方法一致。并且当出现
③
情况时，应继续重复
③
的操作，直至出现
①
和
②
的情况后，才应该继续缩短步长重复操作并比较两点电压的差值阈值，当阈值满足要求时，此点的电压un及为最大功率点电压，所围面积pn＝u
nin
则为最大功率点。
[0114]
本发明通过研究分析u-i图像的特点，进行获得的数据进行u-i拟合，通过u-i图像的特点以及面积比较分析最大功率点所在的位置，将所对应的情况分为三种类别，并针对不同的情况提出与之相对应的操作方法，通过两个相邻的电压和电流进行面积比较，不断地更加准确的找到最大功率点位置，最终找到最大功率点。
[0115]
本发明还提供一种光伏发电最大功率点追踪系统，包括：
[0116]
获取模块，用于获取光伏发电系统的实时电流、实时电压和短路电压。
[0117]
绘制模块，用于根据所述实时电流、所述实时电压和所述短路电压绘制u-i图像。
[0118]
最大功率点确定模块，用于根据所述u-i图像利用面积对比法和二分法确定最大功率点。
[0119]
作为一种可选地实施方式，最大功率点确定模块具体包括：
[0120]
设定单元，用于设定步长。
[0121]
面积获取单元，用于按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积；所述第一点与所述第二点的横坐标之间的距离为所述设定步长。
[0122]
第一面积和第二面积确定单元，用于根据所述面积确定第一面积和第二面积；所述第一面积为第一点的横纵坐标与坐标轴围成的面积减去重叠面积的差值；所述重叠面积为第一点的横纵坐标与坐标轴围成的面积与第二点的横纵坐标与坐标轴围成的面积相重叠的部分；所述第二面积为第二点的横纵坐标与坐标轴围成的面积减去重叠面积的差值。
[0123]
比较单元，用于比较所述第一面积与第二面积的大小，得到比较结果。
[0124]
最大功率点确定单元，用于根据所述比较结果确定最大功率点。
[0125]
作为一种可选地实施方式，最大功率点确定单元具体包括：
[0126]
比较结果第一确定子单元，用于当所述比较结果为所述第一面积大于所述第二面积时，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回面积获取单元；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点。
[0127]
比较结果第二确定子单元，用于当所述比较结果为所述第一面积等于所述第二面积时，则判断第一点和第二点的横坐标之差是否小于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则确定第一点为最大功率点；若所述第一判断结果为否，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回面积获取单元；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点。
[0128]
比较结果第三确定子单元，用于当所述比较结果为所述第一面积小于所述第二面积时，则判断所述第二点的横坐标与所述设定步长的和是否大于电路的短路电压，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回面积获取单元；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；若所述第二判断结果为否，则用第三点对所述第一点进行更新，用第四点对所述第二点进行更新，并返回面积获取单元；所述第三点所述第二点的横坐标之间的距离为所述设定步长；所述第四点与所述第三点的横坐标之间的距离为所述设定步长。
[0129]
本发明还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，其上存储有一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如所述的方法。
[0130]
本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述的方法。
[0131]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0132]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种光伏发电最大功率点追踪方法，其特征在于，包括：获取光伏发电系统的实时电流、实时电压和短路电压；根据所述实时电流、所述实时电压和所述短路电压绘制u-i图像；根据所述u-i图像利用面积对比法和二分法确定最大功率点。2.根据权利要求1所述的光伏发电最大功率点追踪方法，其特征在于，根据所述u-i图像利用面积对比法和二分法确定最大功率点，具体包括：设定步长；按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积；所述第一点与所述第二点的横坐标之间的距离为所述设定步长；根据所述面积确定第一面积和第二面积；所述第一面积为第一点的横纵坐标与坐标轴围成的面积减去重叠面积的差值；所述重叠面积为第一点的横纵坐标与坐标轴围成的面积与第二点的横纵坐标与坐标轴围成的面积相重叠的部分；所述第二面积为第二点的横纵坐标与坐标轴围成的面积减去重叠面积的差值；比较所述第一面积与第二面积的大小，得到比较结果；根据所述比较结果确定最大功率点。3.根据权利要求2所述的光伏发电最大功率点追踪方法，其特征在于，根据所述比较结果确定最大功率点，具体包括：当所述比较结果为所述第一面积大于所述第二面积时，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回步骤“按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积”；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；当所述比较结果为所述第一面积等于所述第二面积时，则判断第一点和第二点的横坐标之差是否小于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则确定第一点为最大功率点；若所述第一判断结果为否，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回步骤“按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积”；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；当所述比较结果为所述第一面积小于所述第二面积时，则判断所述第二点的横坐标与所述设定步长的和是否大于电路的短路电压，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回步骤“按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积”；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；若所述第二判断结果为否，则用第三点对所述第一点进行更新，用第四点对所述第二点进行更新，并返回步骤“比较所述第一面积与第二面积的大小，得到比较结果”；所述第三点所述第二点的横坐标之间的距离为所述设定步长；所述第四点与所述第三点的横坐标之间的距离为所述设定步长。4.一种光伏发电最大功率点追踪系统，其特征在于，包括：获取模块，用于获取光伏发电系统的实时电流、实时电压和短路电压；绘制模块，用于根据所述实时电流、所述实时电压和所述短路电压绘制u-i图像；最大功率点确定模块，用于根据所述u-i图像利用面积对比法和二分法确定最大功率点。5.根据权利要求4所述的光伏发电最大功率点追踪系统，其特征在于，最大功率点确定
模块具体包括：设定单元，用于设定步长；面积获取单元，用于按照所述设定步长获取所述u-i图像上的第一点、第二点与坐标轴所围成的面积；所述第一点与所述第二点的横坐标之间的距离为所述设定步长；第一面积和第二面积确定单元，用于根据所述面积确定第一面积和第二面积；所述第一面积为第一点的横纵坐标与坐标轴围成的面积减去重叠面积的差值；所述重叠面积为第一点的横纵坐标与坐标轴围成的面积与第二点的横纵坐标与坐标轴围成的面积相重叠的部分；所述第二面积为第二点的横纵坐标与坐标轴围成的面积减去重叠面积的差值；比较单元，用于比较所述第一面积与第二面积的大小，得到比较结果；最大功率点确定单元，用于根据所述比较结果确定最大功率点。6.根据权利要求5所述的光伏发电最大功率点追踪系统，其特征在于，最大功率点确定单元具体包括：比较结果第一确定子单元，用于当所述比较结果为所述第一面积大于所述第二面积时，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回面积获取单元；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；比较结果第二确定子单元，用于当所述比较结果为所述第一面积等于所述第二面积时，则判断第一点和第二点的横坐标之差是否小于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则确定第一点为最大功率点；若所述第一判断结果为否，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回面积获取单元；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；比较结果第三确定子单元，用于当所述比较结果为所述第一面积小于所述第二面积时，则判断所述第二点的横坐标与所述设定步长的和是否大于电路的短路电压，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则将所述设定步长缩短二分之一，并返回面积获取单元；其中所述设定步长缩短前后的第一点为同一个点；若所述第二判断结果为否，则用第三点对所述第一点进行更新，用第四点对所述第二点进行更新，并返回面积获取单元；所述第三点所述第二点的横坐标之间的距离为所述设定步长；所述第四点与所述第三点的横坐标之间的距离为所述设定步长。7.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储装置，其上存储有一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至3中任意一项所述的方法。8.一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任意一项所述的方法。

技术总结
本发明公开一种光伏发电最大功率点追踪方法、系统、设备及介质，涉及新能源光伏发电领域，方法包括获取光伏发电系统的实时电流、实时电压和短路电压；根据所述实时电流、所述实时电压和所述短路电压绘制u-i图像；根据所述u-i图像利用面积对比法和二分法确定最大功率点。本发明只需要采集实时电流和电压，以及该电路的短路电压就可完成最大功率点的追踪。电路的短路电压就可完成最大功率点的追踪。电路的短路电压就可完成最大功率点的追踪。


技术研发人员：李源 魏立明 孙雪景 崔涵 安国庆
受保护的技术使用者：吉林建筑大学
技术研发日：2023.08.25
技术公布日：2023/10/15