一种用于光伏发电的最大功率点跟踪控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于光伏发电的最大功率点跟踪控制方法和系统，其成本低，可有效提高最大功率点跟踪的精确度；其包括以下步骤：S1、反激变换器接于光伏组件与电热负载之间，所述反激变换器工作于峰值电流模式下时，获取所述反激变换器开关管的原边峰值电流和开关频率；S2、根据原边峰值电流得到开关管开通时间，以及开关管关断后，副边电流从峰值开始下降到零的关断时间；S3、在一个开关周期内，将开关管开通时间与关断时间做加法运算，得到开关管导通时间；将所述开关管导通时间与开关周期相比较，若是不大于开关周期，那么峰值电流所对应的工况就是光伏组件的最大功率输出，即实现了光伏组件的最大功率点跟踪。现了光伏组件的最大功率点跟踪。现了光伏组件的最大功率点跟踪。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光伏发电的最大功率点跟踪控制方法和系统


[0001]本专利技术涉及光伏发电储热系统
，具体为一种用于光伏发电的最大功率点跟踪控制方法和系统。

技术介绍

[0002]在光伏发电系统中，要提高系统的整体效率，一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点，使之始终工作在最大功率点附近，从而使光伏发电系统以最高的效率对蓄电池充电，这一过程被称之为最大功率点跟踪。
[0003]光伏系统中的最大功率点跟踪的控制方法很多，使用最多的是根据光伏电池本身的电压电流值来确定最大功率点，而在应用于光伏发电储热系统中时，需要匹配不同功率等级的电热单元，但光伏组件输出电压
‑
电流特性随着环境温度、散热条件以及太阳辐射的强度等因素变化而变化，则根据常规控制方法进行最大功率点跟踪时，不仅成本较高，且易造成误差，从而导致不能准确跟踪最大功率点。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种用于光伏发电的最大功率点跟踪控制方法和系统，其成本低，可有效提高最大功率点跟踪的精确度。
[0005]其技术方案是这样的，
[0006]一种用于光伏发电的最大功率点跟踪控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：
[0007]S1、反激变换器接于光伏组件与电热负载之间，所述反激变换器工作于峰值电流模式下时，获取所述反激变换器开关管的原边峰值电流和开关频率；
[0008]S2、根据原边峰值电流得到开关管开通时间，以及开关管关断后，副边电流从峰值开始下降到零的关断时间；r/>[0009]S3、在一个开关周期内，将开关管开通时间与关断时间做加法运算，得到开关管导通时间；将所述开关管导通时间与开关周期相比较，若是不大于开关周期，那么峰值电流所对应的工况就是光伏组件的最大功率输出，即实现了光伏组件的最大功率点跟踪。
[0010]进一步地，所述步骤S1中，采用如下公式：
[0011][0012][0013]其中，V
out
为所述反激变换器的副边输出电压；R为所述电热负载的阻值；L
p
为所述反激变换器中变压器原边励磁电感，i
peak
为原边峰值电流，f
s
为开关频率，
[0014]由于稳态情况下，输入功率P
in
、输出功率P
ou
相等，则P
out
＝P
in
；
[0015][0016]则通过调整原边峰值电流i
peak
和开关频率f
s
，实现了输入功率的调整；
[0017]进一步地，所述步骤S2中，通过公式：
[0018][0019]计算得到开关管开通时间t
on
，
[0020][0021]其中，V
in
为所述反激变换器的原边输入电压；
[0022]所述反激变换器的变压器原边匝数为N
p
，副边匝数为N
s
，匝比n：
[0023]n＝N
s
/N
p
[0024]所述反激变换器开关管关断后，副边电流从峰值开始下降到零的关断时间t
off
为：
[0025][0026]进一步地，所述步骤S3中，若开关周期t
s
为开关频率f
s
的倒数，则峰值电流所对应的工况就是光伏组件的最大功率输出，即实现了光伏组件的最大功率点跟踪；
[0027]进一步地，对于所述反激变换器的原边峰值电流i
peak
的控制包括以下步骤：
[0028]设定V_ref为电压给定信号，a为电压反馈系数，verr为电压给定信号与反馈信号的误差；
[0029]经过电压控制环PI1放大后得到输出功率P
ou
的给定信号P_ref；
[0030]随后经过PWM调制，引入原边输入电压V
in
作为前馈信号，通过传递函数G(S)构造，从而确定开关管的开通时间以控制所述原边峰值电流i
peak
的大小；
[0031]一种用于光伏发电的最大功率点跟踪控制系统，其特征在于：包括接于光伏组件与电热负载之间的反激变换器，所述反激变换器包括开关管Q1、电容C1、C2、电阻R1、二极管D1、变压器T1，所述变压器T1原边的一端与所述电容C1的一端相连接，所述变压器T1原边的另一端与所述开关管Q1的漏极相连接，所述电容C1的另一端与所述开关管Q1的源极相连接，所述变压器T1副边的一端与所述二极管D1的正极相连接，所述变压器T1副边的另一端与所述电容C2、电阻R1的一端均相连接，所述二极管D1的负极与所述电容C2、电阻R1的另一端均相连接。
[0032]本专利技术的有益效果是，其成本低，根据原边峰值电流得到开关管开通时间，以及开关管关断后，副边电流从峰值开始下降到零的关断时间，将所述开关管导通时间与开关周期来比较判断是否实现最大功率点的跟踪，提高了最大功率点跟踪的精确度，可实现匹配不同功率等级的电热单元，具有较好的使用价值。
附图说明
[0033]图1是本专利技术中的反激变换器的电路原理图；
[0034]图2是本专利技术中开关管导通时间以及原副边电流波形图；
[0035]图3是本专利技术中电压环控制原理图。
具体实施方式
[0036]如图1～图3所示，本专利技术一种用于光伏发电的最大功率点跟踪控制方法，其包括以下步骤：
[0037]S1、反激变换器接于光伏组件与电热负载之间，反激变换器工作于峰值电流模式下时，获取反激变换器开关管的原边峰值电流和开关频率，而反激变换器开关管的原边峰值电流和开关频率由电路参数及设定输出功率确定；
[0038]具体地，步骤S1中，采用如下公式：
[0039][0040][0041]其中，V
out
为反激变换器的副边输出电压；R为电热负载的阻值；L
p
为反激变换器中变压器原边励磁电感，i
peak
为原边峰值电流，f
s
为开关频率，
[0042]由于稳态情况下，输入功率P
in
、输出功率P
ou
相等，则P
out
＝P
in
；
[0043][0044]则通过调整原边峰值电流i
peak
和开关频率f
s
，实现了输入功率的调整；
[0045]S2、根据原边峰值电流得到开关管开通时间，以及开关管关断后，副边电流从峰值开始下降到零的关断时间；
[0046]具体地，步骤S2中，通过公式：
[0047][0048]计算得到开关管开通时间t
on
，
[0049][0050]其中，V
in
为反激变换器的原边输入电压；
[0051]反激变换器的变压器原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光伏发电的最大功率点跟踪控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1、反激变换器接于光伏组件与电热负载之间，所述反激变换器工作于峰值电流模式下时，获取所述反激变换器开关管的原边峰值电流和开关频率；S2、根据原边峰值电流得到开关管开通时间，以及开关管关断后，副边电流从峰值开始下降到零的关断时间；S3、在一个开关周期内，将开关管开通时间与关断时间做加法运算，得到开关管导通时间；将所述开关管导通时间与开关周期相比较，若是不大于开关周期，那么峰值电流所对应的工况就是光伏组件的最大功率输出，即实现了光伏组件的最大功率点跟踪。2.根据权利要求1所述的一种用于光伏发电的最大功率点跟踪控制方法，其特征在于：所述步骤S1中，采用如下公式：所述步骤S1中，采用如下公式：其中，V
out
为所述反激变换器的副边输出电压；R为所述电热负载的阻值；L
p
为所述反激变换器中变压器原边励磁电感，i
peak
为原边峰值电流，f
s
为开关频率，由于稳态情况下，输入功率P
in
、输出功率P
ou
相等，则P
out
＝P
in
；则通过调整原边峰值电流i
peak
和开关频率f
s
，实现了输入功率的调整。3.根据权利要求2所述的一种用于光伏发电的最大功率点跟踪控制方法，其特征在于：所述步骤S2中，通过公式：计算得到开关管开通时间t
on
，其中，V
in
为所述反激变换器的原边输入电压；所述反激变换器的变压器原边匝数为N
p
，副边匝数为N
s
，匝比n：n＝N
s...

【专利技术属性】
技术研发人员：相海涛，
申请(专利权)人：苏州安步新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：