[发明专利]船用光伏发电系统的最大功率点跟踪装置

权利要求书

1.一种船用光伏发电系统的最大功率点跟踪装置，其特征在于包括：连接光伏电池阵列的BOOST电路(3)，连接BOOST电路3的输出控制电路(5)，连接光伏电池阵列的电压检测电路(1)，连接光伏电池阵列的电流检测电路(2)，连接BOOST电路3的PWM驱动电路(4)，连接BOOST电路(3)的输出电压检测电路(6)及连接电压检测电路(1)、电流检测电路(2)、PWM驱动电路(4)、输出控制电路(5)、电压检测电路(6)的控制器(7)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于电压检测电路(1)用于检测光伏电池阵列输出的电压值，电流检测电路(2)用于检测光伏电池阵列输出的电流值，BOOST电路(3)用于对光伏电池阵列输出电压进行升压处理，输出电压检测电路(6)用于检测BOOST电路(3)升压后的电压值；控制器(7)用于接收电压检测电路(1)输出的电压值，电流检测电路(2)输出的电流值和输出电压检测电路(6)输出的电压值，还用于控制PWM驱动电路(4)向BOOST电路(3)输出的PWM信号的占空比，控制光伏电池阵列输出的电压大小，还用于采用最大功率点跟踪算法实现对光伏电池阵列的最大功率点的跟踪控制；输出控制电路(5)用于接收控制器(7)的控制信号，根据该控制信号控制是否将BOOST电路(3)输出的电压提供给负载。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于控制器(7)是型号为ATMEGA16的单片机。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于BOOST电路(3)包括电感L1、电容C1、二极管D1和开关管S1，开关管S1的栅极连接PWM驱动电路(4)。

5.根据权利要求2的装置，其特征在于最大功率点跟踪算法包括：

S1，系统初始化，设置系统参数，系统参数包括最大功率点跟踪电压扰动量步长ΔU，负载端最大允许输出电压U；

S2，控制器(7)控制输出控制电路(5)以开通负载，并接收电压检测电路(1)输出的初始点电压值UA和电流检测电路(2)输出的初始点电流值IA，并设置状态标识符t＝0；

S3，控制器(7)计算前向扰动点电压UB＝UA+ΔU，之后控制PWM驱动电路(4)向BOOST电路(3)输出的PWM信号的占空比，使光伏电池阵列输出前向扰动点电压UB，并接收电压检测电路(1)输出的前向扰动点电流IB；

S4，控制器(7)计算后向扰动点电压UC＝UA-ΔU，之后控制PWM驱动电路(4)向BOOST电路(3)输出的PWM信号的占空比，使光伏电池阵列输出后向扰动点电压UC，并接收电压检测电路(1)输出的后向扰动点电流IC；

S5，控制器(7)计算初始点功率PA＝UA*IA，前向扰动点功率PB＝UB*IB和后向扰动点功率PC＝UC*IC；

S6，控制器(7)判断前向扰动点功率PB是否大于或等于初始点功率PA，是则转至S7，否则转至S8；

S7，控制器(7)对状态标识符执行t＝t+1，转至S9；

S8，控制器(7)对状态标识符执行t＝t-1，转至S9；

S9，控制器(7)判断初始点功率PA大于后向扰动点功率PC，是则转至S10，否则转至S11，定义PA大于PC时为“+”，当PB大于或等于PA时为“+”，反之均记为“-”；

S10，控制器(7)对状态标识符执行t＝t+1，转至S12、S13或S14；

S11，控制器(7)对状态标识符执行t＝t-1，转至S12、S13或S14；

S12，当t＝2时，即是PA大于PC且PB大于或等于PA时，转至S15，保持对光伏电池阵列输出电压沿原方向，即由后向扰动点C向前向扰动点B的扰动方向；

S13，当t＝0时，即是PA与PC的比较结果和PB与PA的比较结果中出现一“+”和一“-”时，转至S16，保持光伏电池阵列输出电压不变；

S14，当t＝-2时，即是PA小于或等于PC且PB小于PA时，转至S17，保持对光伏电池阵列输出电压沿原方向的反方向，即由前向扰动点B向后向扰动点C的扰动方向；

S15，由控制器(7)计算，令UA等于UB，清除t的值，同时令ΔU＝2ΔU，转至S18；

S16，由控制器(7)计算，保持UA值不变，清除t的值，同时令ΔU＝ΔU/2，转至S18；

S17，由控制器(7)计算，令UA等于UC，清除t的值，同时令ΔU＝ΔU/2，转至S18；

S18，控制器(7)利用输出电压检测电路(6)，检测BOOST电路(3)输出的电压U1，转至S19；

S19，控制器(7)判断BOOST电路(3)输出的电压U1是否小于负载端最大允许输出电压U，是则返回S3，进入下一轮最大功率点跟踪，否则转至S20；

S20，控制器(7)向输出控制电路(5)输出关闭信号，断开负载。