[发明专利]一种太阳能光伏发电MPPT控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能光伏发电控制技术，具体的说,是涉及一种太阳能光伏发电快速准确MPPT控制系统及控制方法。

背景技术

太阳能光伏发电是根据光生伏打效应效应，由太阳能电池将太阳能直接转换成电能，具有绿色环保、无污染、无噪音、可再生等优点，是重要的可再生新能源发电之一。同时，由于需要太阳能光伏发电受到光照、温度等环境因素较大，为了更好的实现最大效率发电，需要采用最大功率跟踪控制技术，提高光伏发电系统的效率。目前有很多的可以实现光伏发电最大功率跟踪控制技术及不同的控制方法，这些控制方法大多基于光伏输出电参数进行反馈、预测等控制进行的。根据光伏电池的特性，影响光伏发电的主要环境参数为光照和温度，采用这两者作为反馈量，可以提高光伏发电最大功率跟踪控制的速度和精度。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了控制系统可以直接采取光照度、温度等参数，将其作为控制器的修正因子，提高控制速度和精度。并基于此控制系统的一种光伏发电最大功率控制方法，根据不同应用需求采用对应的控制方法，使得控制系统适用性更广。

本发明的技术解决方案是这样实现的：一种太阳能光伏发电MPPT控制系统，包括太阳能光伏参数采集模块、输出电参数采集模块、智能控制模块和设定模块；所述太阳能光伏参数采集模块和输出电参数采集模块的数据输出连接到智能控制模块的数据输入端；所述设定模块为人机接口模块，设定控制模式；

所述智能控制模块包括常规控制算法模块、变论域模糊控制算法模块，复合控制算法模块和最大功率跟踪控制模式；最大功率跟踪控制模式包括常规控制模式、光照度反馈控制模式和温度反馈控制模式、智能复合控制模式；其中在光照度反馈和温度反馈控制模式下，将光照度/温度反馈值的误差信号作为变论域模糊控制的论域调节因子，提高智能控制的响应速度和跟踪控制精度。。

优选的，所述太阳能光伏参数采集模块，包括光照度(I)温度(T)采集单元和光伏电池输出电压(Upv)、电流(Ipv)采集单元，其中各采集单元均采用独立接口。

优选的，所述输出电参数采集模块包括变换器输出电压(Uo)和电流(Io)采集单元。

优选的，所述智能控制模块还包括参数输入接口，控制输出。

一种太阳能光伏发电MPPT控制系统的控制方法，具体包括以下步骤：

S1：读取设定模块的人机接口模块的设定信息，判定跟踪控制模式，调节太阳能光伏参数采集模块和智能控制模块的工作模式；

S2：进入设定的最大功率跟踪控制模式，具体为：

A)常规控制模式：无需采集环境参数，根据采集的光伏输出或者变换器输出参数，直接实现调节控制，其中又可以分为单电压、单电流或者电压电流同时采集模式，对应的分别为电压法、电流法和功率法最大功率控制模式；

B)光照度反馈控制模式和温度反馈控制模式，采集光照度和温度参数信息，并将其变化率作为变论域模糊控制器的论域变化调节因子，变论域调节因子具体算法如下：

(1)单独采用光照度反馈控制模式时：

或者

(2)单独采用光照度和温度双反馈控制模式时：

C)智能复合控制模式，该模式可以实现模式(A)和模式(B)的复合控制，即在跟踪误差在一定的设定阈值外时采用常规控制，否则采用反馈智能控制；

S3：根据步骤S2的控制调节结果输出对应的调节控制信号，实现最大功率快速准确控制。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的一种太阳能光伏发电MPPT控制系统及控制方法，根据不同工程应用需求，灵活选择采用不同的光伏发电最大功率跟踪控制模式，并充分考虑太阳能光伏发电，有针对的可选择直接采用光照强度、温度反馈智能闭环控制，并将其变化量作为变论域模糊控制的领域调节因子，可以进一步提升控制的响应速度和跟踪控制精度。该控制系统及控制方法，可以在太阳能光伏发电领域进行应用推广。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明的一种太阳能光伏发电MPPT控制系统的应用组成结构框图；

附图2为本发明的一种太阳能光伏发电MPPT控制系统的智能控制模块组成图；

附图3为本发明的一种太阳能光伏发电MPPT控制系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图来说明本发明。