一种最大功率点追踪方法、太阳能控制器及相关设备技术

本发明专利技术实施例提供了一种最大功率点追踪方法及太阳能控制器及相关设备，用于动态追踪太阳能电池板的最大功率点。本发明专利技术实施例中，当确定太阳能电池板最大功率点对应的输出电压V之后，启动斐波那契数列追踪方法，以斐波那契数列中的中间项的取值作为扰动值进行扰动，根据扰动之后的功率变化趋势动态的调整下一次扰动的方向和扰动值的大小，通过引入斐波那契数列，利用斐波那契数列的收敛特性动态调整上一次的最大功率点附近的电压的扰动步基，快速追踪最新的最大功率点，提高了在功率电压曲线动态变化过程中的最大功率点的追踪效率，提高太阳能的综合利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种最大功率点追踪方法、太阳能控制器及相关设备
本专利技术涉及光伏发电
，尤其涉及一种最大功率点追踪方法、太阳能控制器及相关设备。
技术介绍
当前世界光伏发电比重越来越大，太阳能的利用率和效率的提升对整个产业有着重大的意义。由于光伏面板的工作特性，加上各地工作条件的不同，阳光强弱的变化等，为了提高太阳能的利用率，跟踪最大输出功率工作点尤为重要。目前业内最常用的跟踪技术是单峰值MPPT算法，在实际应用中，当太阳能电池板被云朵、树木等无规则遮挡时，太阳能电池板的PV特性曲线可能有多个峰值，所以假如只是单峰值追踪，可能追到的功率点只是局部的最大功率点，不能充分利用太阳能电池板的能量。而现有的多峰值MPPT算法在确定最大功率点之后，只有环境发生重大变化之后才重新追踪最大功率点，并没有对最大功率点进行动态追踪，无法快速响应环境的动态变化。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种最大功率点追踪方法及太阳能控制器及相关设备，用于动态追踪太阳能电池板的最大功率点。本专利技术实施例第一方面提供了一种最大功率点追踪方法，运用于太阳能电池板控制器，包括如下步骤：步骤1：确定太阳能电池板最大功率点对应的输出电压V；步骤2：从斐波那契数列中选取序号为Fcnt的中间项的值FibS[Fcnt]，作为扰动值，1≤Fcnt≤Fcntmax，3≤Fcntmax≤20；步骤3：确定扰动标识LeftFlag的当前值，若LeftFlag为第一预置值，则进行所述向左扰动，若LeftFlag为第二预置值，则进行所述向右扰动；其中，所述向左扰动包括：将太阳能电池板输出电压设置为{V-FibS[Fcnt]}，若太阳能电池板的输出功率增大，则设置Fcnt＝(Fcnt+1)，并更新LeftFlag为第一预置值，若太阳能电池板的输出功率减小，则设置Fcnt＝(Fcnt-1)，并更新扰动标识LeftFlag为第二预置值；所述向右扰动包括：将太阳能电池板输出电压设置为{V+FibS[Fcnt]}，若太阳能电池板的输出功率增大，则设置Fcnt＝(Fcnt+1)，并更新LeftFlag为第二预置值，若太阳能电池板的输出功率减小，则设置Fcnt＝(Fcnt-1)，并更新LeftFlag为第一预置值；步骤4：判断扰动之后的太阳能电池板输出功率的变化幅度是否超过预置幅度，若超过，则重新依次执行上述步骤1至3，若不超过，则执行步骤3。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中的，所述确定太阳能电池板最大功率点对应的输出电压V，包括：周期性的获取太阳能电池板输出电压及输出功率，并绘制太阳能电池板的功率电压曲线；扫描所述功率电压曲线得到最大功率点对应的电压V。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中，所述扫描所述功率电压曲线得到最大功率点，包括：以太阳能电池板输出电压的开路电压为基准点，以预置步基减小所述功率电压曲线中的电压值，直到太阳能电池板输出电压小于K倍的开路电压为止，0.4≤K≤0.6；在减小所述功率电压曲线中的电压值过程中，记录各个电压值对应的功率值，并选择功率值最大的点为最大功率点。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中，所述判断扰动之后的太阳能电池板输出功率的变化幅度是否超过预置幅度，包括：获取太阳能电池板扰动之前的输出功率为Pfast，扰动之后的功率为Ppre；若扰动前后的功率之差的绝对值│Pfast-Ppre│与扰动前后的功率之和(Pfast+Ppre)的比值大于M，0.2≤M≤0.5，则判断扰动之后的太阳能电池板输出功率的变化幅度超过预置幅度。本专利技术实施例第二方面提供了一种太阳能电池板控制器，其包括：确定模块，用于确定太阳能电池板最大功率点对应的输出电压V；选择模块，用于从斐波那契数列中选取序号为Fcnt的中间项的值FibS[Fcnt]，作为扰动值，1≤Fcnt≤Fcntmax，3≤Fcntmax≤20；扰动模块，确定扰动标识LeftFlag的当前值，若LeftFlag为第一预置值，则进行所述向左扰动，若LeftFlag为第二预置值，则进行所述向右扰动；其中，所述向左扰动包括：将太阳能电池板输出电压设置为{V-FibS[Fcnt]}，若太阳能电池板的输出功率增大，则设置Fcnt＝(Fcnt+1)，并更新扰动标识LeftFlag为第一预置值，若太阳能电池板的输出功率减小，则设置Fcnt＝(Fcnt-1)，并更新扰动标识LeftFlag为第二预置值；所述向右扰动包括：将太阳能电池板输出电压设置为{V+FibS[Fcnt]}，若太阳能电池板的输出功率增大，则设置Fcnt＝(Fcnt+1)，并更新LeftFlag为第二预置值，若太阳能电池板的输出功率减小，则设置Fcnt＝(Fcnt-1)，并更新LeftFlag为第一预置值；判断模块，用于判断扰动之后的太阳能电池板输出功率的变化幅度是否超过预置幅度，若超过，则依次触发所述选择模块及扰动模块，若不超过，则触发所述扰动模块。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中，所述确定模块包括：第一获取单元，用于周期性的获取太阳能电池板输出电压及输出功率，并绘制太阳能电池板的功率电压曲线；扫描单元，用于扫描所述功率电压曲线得到最大功率点对应的电压作为太阳能电池板输出电压初始值V。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中，所述扫描单元包括：第一子单元，用于以太阳能电池板输出电压的开路电压为基准点，以预置步基减小所述功率电压曲线中的电压值，直到太阳能电池板输出电压小于K倍的开路电压为止，0.4≤K≤0.6；第二子单元，在减小所述功率电压曲线中的电压值过程中，用于记录各个电压值对应的功率值，并选择功率值最大的点为最大功率点。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中，所述判断模块包括：第二获取单元，用于太阳能电池板扰动之前的输出功率为Pfast，扰动之后的功率为Ppre；判断单元，若扰动前后的功率之差的绝对值│Pfast-Ppre│与扰动前后的功率之和(Pfast+Ppre)的比值大于M，0.2≤M≤0.5，则判断扰动之后的太阳能电池板输出功率的变化幅度超过预置幅度。本专利技术实施例第三方面提供了一种太阳能电池板控制器，所述太阳能电池板控制器包括处理器及存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如第一方面及第一方面任意一项所述最大功率点追踪方法中的步骤。本专利技术实施例第四方面提供了一种太阳能电池板控制器可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面及第一方面任意一项所述最大功率点追踪方法中的步骤。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下有益效果：本专利技术实施例中，当确定太阳能电池板最大功率点对应的输出电压V之后，启动斐波那契数列追踪方法，以斐波那契数列中的中间项的取值作为扰动值进行扰动，根据扰动之后的功率变化趋势动态的调整下一次扰动的方向和扰动值的大小，通过引入斐波那契数列，利用斐波那契数列的收敛特性动态调整上一次的最大功率点附近的电压的扰动步基，快速追踪最新的最大功率点，提高了在功率电压曲线动态变化过程中的最大功率点的追踪效率，提高了太阳能的综合利用率。附图说明图1为本专利技术实施例中一种最大功率点追踪方法的一个实施例示意图；图2为本专利技术实施例中根据斐波那契本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种最大功率点追踪方法，运用于太阳能电池板控制器，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：确定太阳能电池板最大功率点对应的输出电压V；步骤2：从斐波那契数列中选取序号为Fcnt的中间项的值FibS[Fcnt]，作为扰动值，1≤Fcnt≤Fcntmax，3≤Fcntmax≤20；步骤3：确定扰动标识LeftFlag的当前值，若LeftFlag为第一预置值，则进行所述向左扰动，若LeftFlag为第二预置值，则进行所述向右扰动；其中，所述向左扰动包括：将太阳能电池板输出电压设置为{V‑FibS[Fcnt]}，若太阳能电池板的输出功率增大，则设置Fcnt＝(Fcnt+1)，并更新LeftFlag为第一预置值，若太阳能电池板的输出功率减小，则设置Fcnt＝(Fcnt‑1)，并更新扰动标识LeftFlag为第二预置值；所述向右扰动包括：将太阳能电池板输出电压设置为{V+FibS[Fcnt]}，若太阳能电池板的输出功率增大，则设置Fcnt＝(Fcnt+1)，并更新LeftFlag为第二预置值，若太阳能电池板的输出功率减小，则设置Fcnt＝(Fcnt‑1)，并更新LeftFlag为第一预置值；步骤4：判断扰动之后的太阳能电池板输出功率的变化幅度是否超过预置幅度，若超过，则重新依次执行上述步骤1至3，若不超过，则执行步骤3。...

【技术特征摘要】
1.一种最大功率点追踪方法，运用于太阳能电池板控制器，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：确定太阳能电池板最大功率点对应的输出电压V；步骤2：从斐波那契数列中选取序号为Fcnt的中间项的值FibS[Fcnt]，作为扰动值，1≤Fcnt≤Fcntmax，3≤Fcntmax≤20；步骤3：确定扰动标识LeftFlag的当前值，若LeftFlag为第一预置值，则进行所述向左扰动，若LeftFlag为第二预置值，则进行所述向右扰动；其中，所述向左扰动包括：将太阳能电池板输出电压设置为{V-FibS[Fcnt]}，若太阳能电池板的输出功率增大，则设置Fcnt＝(Fcnt+1)，并更新LeftFlag为第一预置值，若太阳能电池板的输出功率减小，则设置Fcnt＝(Fcnt-1)，并更新扰动标识LeftFlag为第二预置值；所述向右扰动包括：将太阳能电池板输出电压设置为{V+FibS[Fcnt]}，若太阳能电池板的输出功率增大，则设置Fcnt＝(Fcnt+1)，并更新LeftFlag为第二预置值，若太阳能电池板的输出功率减小，则设置Fcnt＝(Fcnt-1)，并更新LeftFlag为第一预置值；步骤4：判断扰动之后的太阳能电池板输出功率的变化幅度是否超过预置幅度，若超过，则重新依次执行上述步骤1至3，若不超过，则执行步骤3。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定太阳能电池板最大功率点对应的输出电压V，包括：周期性的获取太阳能电池板输出电压及输出功率，并绘制太阳能电池板的功率电压曲线；扫描所述功率电压曲线得到所述最大功率点对应的输出电压V。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述扫描所述功率电压曲线得到最大功率点，包括：以太阳能电池板输出电压的开路电压为基准点，以预置步基减小所述功率电压曲线中的电压值，直到太阳能电池板输出电压小于K倍的开路电压为止，0.4≤K≤0.6；在减小所述功率电压曲线中的电压值过程中，记录各个电压值对应的功率值，并选择功率值最大的点为最大功率点。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述判断扰动之后的太阳能电池板输出功率的变化幅度是否超过预置幅度，包括：获取太阳能电池板扰动之前的输出功率为Pfast，扰动之后的功率为Ppre；若扰动前后的功率之差的绝对值│Pfast-Ppre│与扰动前后的功率之和(Pfast+Ppre)的比值大于M，0.2≤M≤0.5，则判断扰动之后的太阳能电池板输出功率的变化幅度超过预置幅度。5.一种太阳能电池板控制器，其特征在于，包括：确定模块，用于确定太阳能电池板最大功率点对应的输出电压V；选择模块，用于从斐波那契数列中选取序号为Fcnt的中间项的值FibS[Fcnt]，作为扰动值...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜亲宜，尤勇，吴建峰，李适如，
申请(专利权)人：深圳市英威腾光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44