一种基于MPPT算法优化的微光伏充电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于MPPT算法优化的微光伏充电系统，应用于光伏发电技术领域。包括：光伏充电阵列、采样模块、MPPT模块、驱动模块、BOOST模块、蓄电池；光伏充电阵列将光能转化为电能后通过BOOST模块进行调节后对蓄电池进行充电，采样模块采集光伏充电阵列和蓄电池的信息并传输至MPPT模块，MPPT模块根据信息计算调节指令并传输至驱动模块，驱动模块根据调节指令调节BOOST模块的工作状态。本发明专利技术通过调节BOOST模块的工作状态，使系统稳定在最大功率点工作，能够充分利用光伏电池的输出量，提高充电效率。充电效率。充电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MPPT算法优化的微光伏充电系统


[0001]本专利技术涉及光伏发电
，更具体的说是涉及一种基于MPPT算法优化的微光伏充电系统。

技术介绍

[0002]光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，随着新能源、低碳等理念的普及，光伏发电在总用电量中占据的比例越来越高。通过光伏发电能够减少能源消耗、促进城市绿色发展、降低部分用电设备的运营成本，还能够避免空气污染。但是，光伏电池的转换效率比较低，并且太阳能属于间歇性能源，光照强度和外界温度对其输出的影响很大，不可控因素较多，需要实时监控光伏发电系统的状态以保证发电系统的正常运行，现有的光伏充电系统容易造成能源浪费，并且存在系统稳定性隐患。因此，如何提供一种能够使光伏充电系统保持最大功率的光伏充电系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于MPPT算法优化的微光伏充电系统，通过调节BOOST模块的工作状态，使光伏充电系统保持最大功率的充电状态，能够输出更多电能。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种基于MPPT算法优化的微光伏充电系统，包括：光伏充电阵列、采样模块、MPPT模块、驱动模块、BOOST模块、蓄电池；光伏充电阵列将光能转化为电能后通过BOOST模块进行调节后对蓄电池进行充电，采样模块采集光伏充电阵列和蓄电池的信息并传输至MPPT模块，MPPT模块根据信息计算调节指令并传输至驱动模块，驱动模块根据调节指令调节BOOST模块的工作状态。
[0006]可选的，BOOST模块包括：电感L、输出电容C、续流二极管D、功率开关管Q；电感L的第一端与续流二极管D的第一端、功率开关管Q的第二端连接，电感L的第二端与光伏充电阵列连接，功率开关管Q的第一端与MPPT模块连接，功率开关管Q的第三端与输出电容C的第二端连接，续流二极管D的第二端与输出电容C的第一端连接。
[0007]可选的，采样模块包括电压传感器、电流传感器、AD转换单元，电压传感器和电流传感器采集的信号经过AD转换单元后传输至MPPT模块用于后续的计算。
[0008]可选的，MPPT模块通过调节系统的工作状态，使系统的输出功率为最大值。
[0009]可选的，还包括逆变器、直流输出模块、交流输出模块；逆变器与BOOST模块、蓄电池连接，将BOOST模块输出的直流电转换为交流电；直流输出模块与BOOST模块、蓄电池连接，为用电设备输出直流电能；交流输出模块与逆变器连接，为用电设备输出交流电能。
[0010]可选的，还包括充电保护模块，充电保护模块与BOOST模块、蓄电池连接，充电保护模块根据充电电压调节充电状态。
[0011]可选的，充电保护模块为开关管，当BOOST模块的输出电压高于预设电压时，开关
管断开，停止充电。
[0012]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于MPPT算法优化的微光伏充电系统，具有以下有益效果：通过调节BOOST模块的工作状态，在外界环境发生变化后，也能够使光伏充电系统保持最大功率的充电状态，输出更多电能，充分利用光伏电池的输出量，最大程度的发挥光伏电池的作用。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0014]图1为本专利技术的微光伏充电系统原理图；
[0015]图2为本专利技术的BOOST模块原理图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，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，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]本专利技术实施例公开了一种基于MPPT算法优化的微光伏充电系统，如图1所示，包括：光伏充电阵列、采样模块、MPPT模块、驱动模块、BOOST模块、蓄电池；光伏充电阵列将光能转化为电能后通过BOOST模块进行调节后对蓄电池进行充电，采样模块采集光伏充电阵列和蓄电池的信息并传输至MPPT模块，MPPT模块根据信息计算调节指令并传输至驱动模块，驱动模块根据调节指令调节BOOST模块的工作状态。
[0018]进一步的，如图2所示，BOOST模块包括：电感L、输出电容C、续流二极管D、功率开关管Q；电感L的第一端与续流二极管D的第一端、功率开关管Q的第二端连接，电感L的第二端与光伏充电阵列连接，功率开关管Q的第一端与MPPT模块连接，功率开关管Q的第三端与输出电容C的第二端连接，续流二极管D的第二端与输出电容C的第一端连接。
[0019]具体的，在主电路功率开关管Q导通时，续流二极管D反偏截止，把电路分成了两个回路，电源和电感L以及功率开关管Q构成一个回路，电源对电感L充电；输出电容C和负载构成一个回路，输出电容C对电路的负载放电。在功率开关管Q断开后，续流二极管D处于导通状态，整个回路由电源、电感L、负载串联而成，电感L和电源一起对负载放电，同时给输出电容C充电。因此，MPPT模块通过调节功率开关管Q的占空比，即可控制充电系统的工作状态。
[0020]进一步的，采样模块包括电压传感器、电流传感器、AD转换单元。电压传感器和电流传感器采集的信号经过AD转换单元后传输至MPPT模块用于后续的计算。
[0021]进一步的，MPPT模块通过调节系统的工作状态，使系统的输出功率为最大值。
[0022]具体的，在本实施例中，采用基于粒子群算法优化的MPPT算法，具体为：首先对粒子群进行初始化设置；然后计算每个粒子对应目标函数的适应值，目标函数即光伏充电系统输出的总功率；比较单个粒子的当前适应值与历史最佳适应值的大小，如果当前适应值
大于历史最佳适应值，则将当前适应值更新为单个例子的历史最佳适应值，每个粒子比较完成后得到全局最佳适应值；更新所有粒子；如果更新后的目标函数值满足迭代条件，则结束计算，MPPT模块输出调节信号控制BOOST模块的工作状态，如果未满足迭代条件，则重新计算每个粒子的适应值。
[0023]进一步的，还包括逆变器、直流输出模块、交流输出模块；逆变器与BOOST模块连接，将BOOST模块输出的直流电转换为交流电；直流输出模块与BOOST模块连接，为用电设备输出直流电能；交流输出模块与逆变器连接，为用电设备输出交流电能。
[0024]进一步的，还包括充电保护模块，充电保护模块与BOOST模块、蓄电池连接，充电保护模块根据充电电压调节充电状态。
[0025]进一步的，充电保护模块为开关管，当BOOST模块的输出电压高于预设电压时，开关管断开，停本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MPPT算法优化的微光伏充电系统，其特征在于，包括：光伏充电阵列、采样模块、MPPT模块、驱动模块、BOOST模块、蓄电池；光伏充电阵列将光能转化为电能后通过BOOST模块进行调节后对蓄电池进行充电，采样模块采集光伏充电阵列和蓄电池的信息并传输至MPPT模块，MPPT模块根据信息计算调节指令并传输至驱动模块，驱动模块根据调节指令调节BOOST模块的工作状态。2.根据权利要求1所述的一种基于MPPT算法优化的微光伏充电系统，其特征在于，BOOST模块包括：电感L、输出电容C、续流二极管D、功率开关管Q；电感L的第一端与续流二极管D的第一端、功率开关管Q的第二端连接，电感L的第二端与光伏充电阵列连接，功率开关管Q的第一端与MPPT模块连接，功率开关管Q的第三端与输出电容C的第二端连接，续流二极管D的第二端与输出电容C的第一端连接。3.根据权利要求1所述的一种基于MPPT算法优化的微光伏充电系统，其特征在于，采样模块包括电压传感器、电流传感器、AD转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永生，张勇，赵红丽，
申请(专利权)人：江苏星鑫阳能源管理发展有限公司，
类型：发明
国别省市：