[发明专利]一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能跟踪技术，特别是涉及一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法。

背景技术

目前，在光伏发电系统中最大功率点跟踪（MPPT,Maxi Power PointTracking）常用方法有恒压法（CVT,Cons tant Voltage Tracking）、扰动观察法（P＆O,Perturbation and Observation Algorithm），电导增量法（IncCond,Incremental Conductance Algorithm）等。申请号为200410101900.1、名称为“一种太阳能光伏发电最大功率跟踪器及控制方法”的中国专利采用恒压法实现太阳能光伏发电最大功率跟踪，即，采用太阳能光伏电池输出最大功率时工作电压与开路电压之间存在的近似比例关系进行最大功率点跟踪控制。申请号为200710150685.8、名称为“基于数字信号处理器的光伏发电最大功率跟踪控制装置”采用电导增量法实现，通过调整系统工作电压使其逐渐接近最大功率点电压来实现最大功率点跟踪。扰动观察法根据光伏电池的功率-电压特性，由扰动端电压寻找最大功率点。

由此可见，在现有技术中，太阳能最大功率跟踪控制存在输出效率较低、跟踪精度较低、成本较高甚至跟踪失败等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种输出效率较高、跟踪精度较高、成本较低的具有太阳能最大功率跟踪的控制方法。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法，包括如下步骤：

步骤1、根据太阳能电池开路电压，获取最大功率参考点电压U_RF＝76%U_OC；其中，U_OC为太阳能电池开路电压。

步骤2、根据检测得到的太阳能电池的实时数字直流电压u(k)与实时数字直流电流i(k)，获取太阳能电池的实时数字功率P(k)；其中，k为自然数。

步骤3、比较P(k)>P(k-1)是否成立：若成立，则执行步骤4；若不成立，则执行步骤5。

步骤4、采用脉宽调制改变驱动信号占空比q(k)的方式，保持实时数字直流电压u(k)的扰动方向不变：保持驱动信号占空比q(k)为增加或减小；之后，执行步骤6。

步骤5、采用脉宽调制改变驱动信号占空比q(k)的方式，改变实时数字直流电压u(k)的扰动方向：将驱动信号占空比q(k)为增加的状态改变为驱动信号占空比q(k)为减小的状态；将驱动信号占空比q(k)为减小的状态改变为驱动信号占空比q(k)为增加的状态；之后，执行步骤6。

步骤6、判断是否成立：如果成立，则执行步骤7；如果不成立，则执行步骤8。

步骤7、根据实时数字直流电压u(k)的变化量Δu调节占空比步长Δq：当时，保持占空比步长Δq不变；当时，减小占空比步长Δq，且Δq=Δq-Δ；当时，增加占空比步长Δq，且Δq=Δq+Δ；其中，Δ为占空比步长Δq的变化量；之后，执行步骤9。

步骤8、根据实时数字直流电压u(k)的变化量Δu调节占空比步长Δq：当时，保持占空比步长Δq不变；当时，减小占空比步长Δq，且Δq=Δq-Δ；当时，增加占空比步长Δq，且Δq=Δq+Δ；之后，执行步骤9。

步骤9、根据占空比步长Δq确定的驱动信号占空比q(k)；根据驱动信号占空比q(k)调整实时数字直流电压u(k)，实现具有太阳能最大功率跟踪。

综上所述，本发明所述具有太阳能最大功率跟踪的控制方法以获取的太阳能最大功率参考点为基础；当太阳能电池的实时数字功率在增加时，采用脉宽调制改变驱动信号占空比的方式，保持实时数字直流电压的扰动方向不变；当太阳能电池的实时数字功率在减小时，采用脉宽调制改变驱动信号占空比的方式，改变实时数字直流电压的扰动方向；进一步，改变驱动信号占空比的方法是根据实时数字直流电压的变化量调节占空比步长来实现的：实时数字直流电压的变化量不同，占空比步长就不同。通过改变占空比步长来改变占空比，从而对实时数字直流电压进行实时调节，实现具有太阳能最大功率的跟踪。由于，本发明根据实时数字直流电压的变化量调整占空比步长，使得本发明具有输出效率较高、跟踪效果较好、成本较低的特点。

附图说明

图1为本发明所述具有太阳能最大功率跟踪的控制方法流程示意图;

图2为本发明中光伏电池的输出特性曲线示意图。

具体实施方式