本发明专利技术涉及一种太阳光发电系统的最大功率追踪装置及方法，通过检测出太阳光模块中输出的电压及电流，电压变化量检测部、电流变化量检测部及功率变化量检测部将各检测出电压变化量、电流变化量及功率变化量，根据检测到的电流变化量，第１变量输出装置将输出预设定的第１基准变量对应的第１变量；同时，根据检测到的功率变化量，第２变量输出装置将输出由功率变化量而可变的第２基准变量对应的第２变量；此外，根据检测到的电压变化量，开关装置将选择第１变量或第２变量，同时，基准电压决定部将选择的第１变量或第２变量相加到之前决定的基准电压，并生成新的基准电压，功率提取部则根据生成的新的基准电压追踪上述太阳光模块的最大功率点，并提取最大功率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种太阳光发电的检测装置及方法，更确切地说是涉及一种在利用太阳光模块接收太阳光并提取功率的太阳光发电系统中，功率提取部可对太阳光模块的最大功率点进行追踪并提取出最大的功率的方面的专利技术。
技术介绍
太阳光发电是一种环保、资源不会枯竭的无限能源，利用太阳光作为新的替代能源而受到社会各界的广泛关注。随着半导体电子技术的不断发展，用太阳光发电显的尤为重要。但是，由于上述太阳光发电系统的发电效率较低，所以需要进行最大功率追踪(Maximum Power Point Tracking；以下简称‘MPPT’)控制。在上述太阳光模块中提取最大功率的最大功率点是根据日射量及表面温度等环境条件的变化，而工作点则由负载条件决定。因此，为了从上述太阳光模块中提取最大的功率，需要瞬时控制上述工作点追踪最大功率点。上述用于瞬时控制工作点追踪最大功率点的MPPT是直接影响太阳光发电系统的发电量大小的重要因素之一。下面对太阳光模块中输出电压及电流的特性曲线图进行说明。如图1a所示，输出电流与输出电压的增加无关，而保持一定的值，但当超出既定的电压以上时，上述输出电流将急剧下降，并在上述输出电压达到既定的极限电压VT以上时，上述输出电流将不再发生变化。下面对太阳光模块中输出的电压及功率的特性曲线图进行说明。如图1b所示，输出功率随着输出电压的增加而逐渐增加，在提取最大功率的最大功率点Pmax以上，输出功率将随着输出电压的增加而急剧减少，并在上述输出电压达到极限电压VT以上时，上述输出功率将不再发生变化。利用特性式表达具有上述特性的太阳光模块的输出电流，具体参照以下给出的数学式数学式1 I=Ig-Isat{exp-1}]]>其中，I为太阳光模块的输出电流；Ig为太阳光当前电流；Isat为逆饱和电流；q为电子的电荷量；K为玻耳兹曼(Boltzmann)常数；A为太阳光模块的pn结合的理想系数；T为决定温度；Rs为内部串联电阻。在上述数学式1中，内部电阻Rs可忽略不计，上述数学式1可将简化为如下的数学式数学式2I=Ig-Isat{exp(qVAKT)-1}]]>此外，上述太阳光模块的输出功率参照以下给出的数学式数学式3P＝VI在上述数学式2及数学式3中，将输出功率针对电压进行微分时，将得出如下的数学式4。数学式4dPdV=I+dIdVV]]>=Ig-Isat{exp(qVAKT)-1}-qIsatAKTexp(qVAKT)V]]>将上述数学式4用离散的形式表现时，具体参照如下的数学式数学式5dPdV≅I+ΔIΔVV]]>如上所述，为了在太阳光模块中提取最大功率而执行MPPT的现有技术有摄动及观测方法(perturbation and observation method)和电导增加方法(incremental conductance method)。如图2所示，在上述摄动及观测方法中，在步骤200中，检测出太阳光模块输出的输出电压Vn及输出电流In。在步骤202中，利用上述检测的输出电压Vn及输出电流In计算输出功率(Pn＝Vn×In)，并在当前的输出电压Vn及输出功率Pn中，各减去之前检测的输出电压Vp及输出功率Pp，并计算出输出电压变化量ΔV及输出功率变化量ΔP。接着，在步骤204中，判断上述计算出的输出功率变化量ΔP是否为‘0’。在上述步骤204中判断的结果，当输出功率变化量ΔP为‘0’时，表示已追踪当前的最大功率点并输出有最大功率，从而保持追踪上述最大功率点的基准电压Vref的当前状态，并在步骤206中，将当前的输出电压Vn、输出电流In及输出功率Pn各替换为之前的输出电压Vp、输出电流Ip及输出功率Pp后，返回到上述步骤200，并反复执行继续追踪最大功率点的操作。同时，在上述步骤204中判断的结果，当输出功率变化量ΔP不是‘0’时，表示当前没有输出最大功率点对应的功率。因此，在步骤208中，判断输出功率变化量ΔP是否大于‘0’。在上述步骤208中判断的结果，当输出功率变化量ΔP小于‘0’时，表示输出功率相比之前的输出功率减少。因此，在步骤210中，判断输出电压变化量ΔV是否大于‘0’，当上述输出电压变化量ΔV大于‘0’时，在步骤212中，将基准电压Vref减少变量α大小；当上述输出电压变化量ΔV不大于‘0’时，在步骤214中，将基准电压Vref增加变量α大小。接着，在步骤206中，将当前的输出电压Vn、输出电流In及输出功率Pn各替换为之前的输出电压Vp、输出电流Ip及输出功率Pp后，返回到上述步骤200，并反复执行继续追踪最大功率点的操作。并且，在上述步骤208中判断的结果，当输出功率变化量ΔP大于‘0’时，表示输出功率相比之前的输出功率增加。因此，在步骤216中，判断输出电压变化量ΔV是否大于‘0’，当上述输出电压变化量ΔV不大于‘0’时，在步骤218中，将基准电压Vref减少变量α大小；当上述输出电压变化量ΔV大于‘0’时，在步骤220中，将基准电压Vref增加变量α大小。接着，在步骤206中，将当前的输出电压Vn、输出电流In及输出功率Pn各替换为之前的输出电压Vp、输出电流Ip及输出功率Pp。图3是现有技术中的电导增加方法的信号流程图。如图所示，在步骤300中，检测出太阳光模块输出的输出电压Vn及输出电流In。在步骤302中，从上述检测到的当前输出电压Vn及输出电流In中，各减去之前检测的输出电压Vp及输出电流Ip，从而计算出输出电压变化量ΔV及输出电流变化量ΔI。并通过如下的数学式6得出输出功率变化量ΔP。数学式6ΔP＝In+(ΔI/ΔV)×Vn接着，在步骤304中，判断上述计算出的输出电压变化量ΔV是否为‘0’。在上述步骤304中判断的结果，当输出电压变化量ΔV不是‘0’时，在步骤306中，判断输出功率变化量ΔP是否为‘0’。接着，在步骤308中，判断输出功率变化量ΔP是否大于‘0’。在上述步骤306中判断的结果，当输出功率变化量ΔP为‘0’时，表示已追踪当前的最大功率点并输出有最大功率，从而保持追踪上述最大功率点的基准电压Vref的当前状态。同时，在上述步骤306中判断的结果，当输出功率变化量ΔP不是‘0’时，表示当前没有输出最大功率点对应的功率。因此，在上述步骤308中判断的结果，当上述输出功率变化量ΔP大于‘0’时，在步骤310中，将基准电压Vref减少变量α大小；在上述步骤308中判断的结果，当上述输出功率变化量ΔP不大于‘0’时，在步骤310中，将基准电压Vref增加变量α大小。并且，在上述步骤304中判断的结果，当输出电压变化量ΔV为‘0’时，在步骤314中，判断上述计算出的输出电流变化量ΔI是否为‘0’，并在步骤316中，判断输出电流变化量ΔI是否大于‘0’。在上述步骤314中判断的结果，当输出电流变化量ΔI为‘0’时，表示已追踪当前的最大功率点并输出有最大功率，从而保持追踪上述最大功率点的基准电压Vref的当前状态。在上述步骤314中判断的结果，当输出电流变化量ΔI不是‘0’时，表示当前没有输出最大功率点对应的功率。因此，在上述步骤316中判断的结果，当上述输出电流变化量ΔI不大于‘0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳光发电系统的最大功率追踪装置，其特征在于包括有如下几个部分：太阳光模块，它用于接收太阳光并输出电压及电流；功率提取部，它根据基准电压输出上述太阳光模块的电压及电流对应的功率；电压变化量检测部，它用于检测上述太阳光模块的输出电压变化量；电流变化量检测部，它用于检测上述太阳光模块的输出电流变化量；功率变化量检测部，它用于检测上述太阳光模块的输出电压及输出电流对应的功率变化量；第１变量输出装置，它根据上述电流变化量检测部检测出的电流变化量，输出第１基准变量对应的第１变量；第２基准变量可变部，它根据上述功率变化量检测部检测出的功率变化量，对第２基准变量的大小进行变更；第２变量输出装置，它根据上述功率变化量检测部检测出的功率变化量，输出上述第２基准变量对应的第２变量；开关装置，它用于切换根据上述电压变化量检测部的检测信号检测出的上述第１变量输出装置输出的第１变量或上述第２变量输出装置输出的第２变量并进行选择；基准电压决定部，它将上述开关装置选择的第１变量或第２变量相加到当前设定的基准电压，并将其输出到上述功率提取部中。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金泰元，金兑暻，朴晟闵，梁淳培，
申请(专利权)人：乐金电子天津电器有限公司，
类型：发明
国别省市：12[]
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