[实用新型]一种光伏系统MPPT非线性控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光伏控制系统，特别涉及一种光伏控制装置。

背景技术

在光伏发电系统中采用移相全桥DC/DC升压环节，光伏电池的伏安特性具有强烈的非线性，对负载适应性较差，且太阳电池的输出功率随光照强度和温度等因素而变化，负载工作点需要经常改变来适应太阳电池输出特性的变化，达到输出功率最大、能量利用率最高，因此最大功率跟踪(MPPT)成为了研究的重要问题。

目前，最大功率跟踪（MPPT）的算法很多，常规的有扰动观察法，电导增量法，固定电压法等。其中，扰动观测法概念清晰，原理简单，被测参数少，但扰动电压的补偿对跟踪精度和速度有较大影响，且在最大功率点附近存在功率振荡现象，日照突变时则有可能失去对最大功率的跟踪能力；电导增量法对MPPT的控制稳定性高，但对系统的硬件要求较高，此外，电压的初始化对系统启动过程中的跟踪性能有较大的影响，若设置不当则可能产生较大的功率损失；固定电压法实际上是一种开环的MPPT算法，其控制简单快速，但忽略了温度对光伏电池输出电压的影响，因此，随着温差的加大，其跟踪的误差也就越大。针对固定补偿的扰动观察法缺点，出现了多种变步长或自适应算法。为减小光伏电池的输出的波动，一般在控制器前加前置电容，一般MPPT控制中没有考虑前置电容对MPPT的影响，但是前置电容一般较大，其耦合的动态过程不可忽略。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光伏系统MPPT非线性控制装置，保证系统在最大功率点工作，提高能源的利用效率。

本实用新型的目的是这样实现的：一种光伏系统MPPT非线性控制装置，包括主电路和控制电路，所述主电路包括顺序连接的光伏电池板、前置电容、逆变电路、高频变压器、整流电路和滤波电路，所述控制电路包括光伏电池输出电流检测电路、光伏电池输出电压检测电路、DC/DC控制器输入电流检测电路、A/D转换电路、CPU、输出电压检测电路、输出电流检测电路和分别驱动各IGBT管的隔离驱动电路；所述光伏电池输出电流检测电路、光伏电池输出电压检测电路与前置电容前端电连接，输出电压检测电路、输出电流检测电路均与滤波电路的后端电连接，DC/DC控制器输入电流检测电路与逆变电路的前端相连，光伏电池输出电流检测电路、光伏电池输出电压检测电路、DC/DC控制器输入电流检测电路、输出电压检测电路、输出电流检测电路均接入A/D转换电路相，A/D转换电路与CPU连接，隔离驱动电路与CPU相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型通过使用光伏电池输出电流检测电路、光伏电池输出电压检测电路、DC/DC控制器输入电流检测电路、输出电压检测电路以及输出电流检测电路将光伏发电系统中的输入输出数据进行采集，并发送给CPU，CPU通过隔离驱动电路控制逆变电路中的各IGBT管动作，从而实现最大功率跟踪，本控制装置通过多个数据的同时测量，保证了跟踪精度和速度，提高其对最大功率的跟踪能力。本实用新型可用于光伏发电中。

作为本实用新型的进一步限定，所述逆变电路由全桥逆变模块和并联电容和并联二极管构成，全桥逆变模块由四个IGBT组成，第一IGBT（G1）和第三IGBT（G3）构成全桥逆变模块的超前臂，第二IGBT（G2）和第四IGBT（G4）构成全桥逆变模块的滞后臂。

作为本实用新型的进一步限定，所述CPU采用的是TMS320F28335芯片，A/D转换电路的16位数字输出口分别与TMS320F28335芯片的数字接口GPIO64-GPIO79电连接。保证系统工作的稳定性，提高运算处理的精度和速度。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构框图。

图2为本实用新型的主电路。

图3为本实用新型的系统工作流程图。

图4为本实用新型的MPPT控制原理图。

其中，系统结构框图中，1光伏电池板；2前置电容；3逆变电路；4高频变压器；5整流电路；6滤波电路；7DC/DC控制器输入电流检测电路；8A/D转换电路；9输出电流检测电路；10光伏电池输出电流检测电路；11光伏电池输出电压检测电路；12隔离驱动电路；13CPU；14输出电压检测电路。

具体实施方式