本发明专利技术公开一种光伏MPPT模糊控制方法及系统，系统包括有光伏组件、负载、DC/DC电路、模糊控制器和电压调整器，DC/DC电路还包括两端分别连接光伏阵列正极和负载一端的正极母线、两端分别连接光伏阵列负极和负载另一端的负极母线，DC/DC电路还连接有蓄电池P的正极输出端，蓄电池P的负极输出端与负极母线连接，所述DC/DC电路与蓄电池P构成Buck-Boost双向功率电路。本发明专利技术通过蓄电池能量的双向流动，在负载无法全部消纳光伏能量时为蓄电池充电，在光伏输出能量无法满足负载需求时，由蓄电池放电进行补充，在两个过程中均可进行光伏输出能量的最大化利用；设计规则简单有效，优化了光伏发电利用，提高了系统效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及伏发电系统应用，具体涉及了一种光伏MPPT模糊控制方法及系统。
技术介绍
由于太阳能电池输出的非线性以及存在最大功率点的特性，如何对光伏电池进行 最大功率跟踪（MPPT)成了研究的热点，常用的MPPT控制技术有开路电压法、短路电流法、 扰动观察法、电导增量法、模糊控制法、神经网络控制法等等。开路电压法及短路电流法通 过硬件即可实现，缺点是在环境参数变化情况下不能正确跟踪最大功率点。扰动观察法及 电导增量法软件算法简单容易实现，但在最大功率点附近存在功率震荡问题。模糊控制不 需要获知精确的控制对象，根据控制经验或专家知识设计控制策略，非常适合于非线性、环 境参数变化的场合。 查阅相关专利文献，公布号"CN 103713687"中所述的光伏模糊控制方法，采用了 功率-电压曲线的斜率dP/dV以及斜率的变化量△ (dP/dV)作为输入，需要通过除法运算 计算斜率，不仅增加了程序的复杂度，而且对硬件芯片的要求较高，不利于降低系统成本。 公布号"CN 202888869 U"中提出的改进的模糊MPPT控制器，借助人工神经网络 法，通过实时数据测得的数据生成模糊控制规则，但没有提出具体实现方式，而且这种方法 不容易实现，实际系统的应用效果也有待检验。 现有的MPPT控制电路，不能自动充放电切换，使得系统效率降低，存在最大功率 点来回震荡的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种易于实现，计算量小，可自动充放电切 换的光伏MPPT模糊控制方法及系统，并解决了最大功率点的来回震荡问题。 为达到上述专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现： 本专利技术的一种光伏MPPT模糊控制系统，包括有光伏组件、负载、光伏组件与蓄电 池或负载之间连接有DC/DC电路、收集光伏组件的电信号并输出电信号的模糊控制器、模 糊控制器与DC/DC电路之间连接有电压调整器，进一步，所述DC/DC电路还包括两端分别连 接光伏阵列正极和负载一端的正极母线、两端分别连接光伏阵列负极和负载另一端的负极 母线，DC/DC电路还连接有蓄电池 P的正极输出端，所述蓄电池 P的负极输出端与负极母线 连接，所述DC/DC电路与蓄电池 P构成Buck-Boost双向功率电路。 所述Buck-Boost双向功率电路包括有至少两个第一开关管T1和第二开关管T2， 第一开关管T1在发射极与第二开关管T2的集电极串联，第一开关管T1的集电极与正极母 线电性连接，第二开关管T2发射极与负极母线电性连接，第一开关管T1在集电极和发射极 之间还反向并联有至少一个第一二极管D1，第二开关管T2在集电极和发射极之间还反向 并联有至少一个第二二极管D2,所述蓄电池 P的正极端与所述第一开关管T1与第二开关管 T2的共点端之间连接有至少一个电感器L，正极母线在第一开关管T1的集电极与光伏阵列 的正极之间串联有第三二极管D3。 所述光伏阵列的正极与负极之间并联有至少一个第一二极管C1。 所述负载两端并联有至少一个第二二极管C2。 所述模糊控制器接收光伏阵列的电信号为光伏电压变化量Λ V和光伏功率变化 量Λ Ρ，其输出电信号为光伏组件电压控制目标值变化量△ Vref。 所述电压调整器还包括有误差比较器，误差比较器的正端输入为光伏组件电压， 负端输入为电压给定值Vref。 本专利技术还公开一种光伏MPPT模糊控制方法，应用于上述的光伏MPPT模糊控制系 统，包括如下步骤： 步骤S1 :获取光伏组件的光伏电压变化量Λ V和光伏功率变化量Λ P ; 步骤S2 :制定模糊规则表，包括光伏电压变化量Δ V、光伏功率变化量Δ Ρ、Δ Vref 的数值大小转化为负大语言变量NB、负中语言变量匪、负小语言变量NS、零语言变量Z、正 小语言变量PS、正中语言变量PM、正大语言变量PB及的论域； 步骤S3 :将光伏电压变化量△ V和光伏功率变化量Λ P进行模糊化，并根据模糊 规则表进行模糊推理，表示为语言变量形式的光伏电压变化量和光伏功率变化量； 步骤S4 :对步骤S3语言变量形式的光伏电压变化量和光伏功率变化量，进行清 晰化转换为精确的光伏组件电压控制目标值变化量A Vref，用以产生控制电压给电压调整 器，从而产生PWM信号以控制Buck-Boost双向功率电路的运行状态。 所述步骤S1的光伏电压变化量AV为电压增益值乘以相邻时间采集的两次光伏 电压的差值，光伏功率变化量ΛP为功率增益值乘以相邻时间采集的两次光伏功率的差 值。 所述步骤S4所述控制电压是为：电压控制增益值乘以光伏组件电压控制目标值 变化量A Vref，并加上初始所测的光伏电压。 进一步，所述步骤S2,以如下步骤制定模糊规则表： 步骤S21，根据光伏P-V特性曲线，当光伏电压V有较大的正向增加量，此时光伏 电压变化量A V为正大语言变量PB，光伏功率P也有较大的正向增量，此时光伏功率ΔΡ 为正大语言变量PB，继续大幅度增加光伏组件电压控制目标值Vref，即光伏功率变化量 Λ Vref为正大语言变量PB ; 步骤S22,当有较大的光伏电压V增量，即光伏电压变化量AV为正大语言变量 PB，光伏功率P反而减小，则减小光伏组件电压控制目标值Vref，即伏组件电压控制目标值 变化量Δ Vref为负值。 本专利技术的一种光伏MPPT模糊控制系统和方法实现如下技术效果： 1.采用光伏电压变化量Λ V和功率变化量Λ P作为模糊控制器的输入，计算量大 大减少，有利于模糊控制器的设计。 2.模糊控制器设计很灵活，例如在最大功率点，当电压Λ V和功率Λ Ρ均为零时， 输出Λ Vref为零，可以解决最大功率点的来回震荡问题。 3.蓄电池双向充放电电路拓扑简单，根据光伏输出情况，自动进行充放电切换，保 证负载正常供电，提高了系统效率。【附图说明】 图1是本专利技术的光伏MPPT模糊控制系统的原理示意图。 图2是本专利技术的光伏MPPT模糊控制系统的DC/DC电路示意图； 图3是本专利技术的光伏MPPT模糊控制方法的模糊控制框图； 图4是本专利技术的光伏MPPT模糊控制方法的模糊控输入、输出隶属函数； 图5是基于本专利技术的光伏MPPT模糊控制方法与系统的60Wp光伏组件功率图。【具体实施方式】 实施例 下面结合附图和实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。 请参看图1和图2,分别为本专利技术的光伏MPPT模糊控制系统的原理示意图和DC/ DC电路示意图。本专利技术的一种光伏MPPT模糊控制系统，包括有光伏组件30、负载20、光伏 组件30与负载20之间连接有DC/DC电路10、收集光伏组件30的电信号并输出电信号的模 糊控制器40、模糊控制器40与DC/DC电路10之间连接有电压调整器50 ; 进一步，所述DC/DC电路10还包括两端分别连接光伏阵列30正极和负载40 -端 的正极母线、两端分别连接光伏阵列30负极和负载40另一端的负极母线，DC/DC电路10还 连接有蓄电池 P的正极输出端，所述蓄电池 P的负极输出端与负极母线连接，所述DC/DC电 路10与蓄电池 P构成Buck-Boost双向功率电路（未标示）。 进一步，作为另一个实施例，在上述控制系统的基础上，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光伏MPPT模糊控制系统，包括有光伏组件(30)、负载(20)、光伏组件(30)与负载(20)之间连接有DC/DC电路(10)、收集光伏组件(30)的电信号并输出电信号的模糊控制器(40)、模糊控制器(40)与DC/DC电路(10)之间连接有电压调整器(50)，特征在于，所述DC/DC电路(10)还包括两端分别连接光伏阵列(30)正极和负载(20)一端的正极母线、两端分别连接光伏阵列(30)负极和负载(20)另一端的负极母线，DC/DC电路(10)还连接有蓄电池P的正极输出端，所述蓄电池P的负极输出端与负极母线连接，所述DC/DC电路(10)与蓄电池P构成Buck‑Boost双向功率电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴昌宏，舒杰，王浩，张继元，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44
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