本发明专利技术公布了一种用于太阳能光伏发电系统的ＭＰＰＴ控制装置及方法，本发明专利技术所述装置包括ＭＰＰＴ采样电路、驱动电路、电流采样电路、电压采样电路以及ＤＳＰ处理器。本发明专利技术所述方法当扰动方向持续３次不变时，电压扰动值乘以２的指数倍增大，以达到快速追踪至最大功率点处。当Ｕ↓［ｄｃ］在Ｕ↓［ＰＭＡＸ］附近摆动时，电压扰动值除以２的指数倍减小，从而减小光伏阵列电压Ｕ↓［ｄｃ］的摆动范围，使Ｕ↓［ｄｃ］稳定于最大输出功率点对应的光伏阵列输出电压Ｕ↓［ＰＭＡＸ］处。本发明专利技术避免了现有最大功率点跟踪技术存在的跟踪速度慢、在最大工作电压附近摆动的现象。
【技术实现步骤摘要】
一种用于太阳能光伏发电系统的MPPT控制装置及方法
专利技术涉及一种用于太阳能光伏发电系统的MPPT控制装置及方法，属于 最大功率点跟踪装置及方法。
技术介绍
基于太阳能利用的光伏发电技术得到了广泛的关注，但是光伏电池的输 出功率受光伏电池温度以及太阳辐射强度的影响。在相同的辐射条件下，光 伏电池的温度越高，则光伏电池的开路电压越低，输出功率越小；反之，光 伏电池的温度越低，则光伏电池的开路电压就越高，输出功率越大。在相同 的光伏电池温度下，照射到光伏电池上的辐射强度越强，则光伏电池的短路 电流就越高，输出功率越大；辐射强度越低，则光伏电池的短路电流越低， 输出功率越小。在实际光伏系统中，光伏电池的输出功率往往同时受到温度 T及太阳辐射强度S变化的影响，温度T的增加使得光伏电池的输出功率产 生减小的趋势，辐射强度S的增加使得光伏电池的输出功率产生增大的趋 势，光伏电池的实际输出功率是这两种趋势相互作用的结果。为了提高光伏电池的利用效率，提高单位面积光伏电池的发电量，需要 针对光伏电池的上述特性，采用 一定的控制策略来使光伏发电系统工作在光 伏电池的最大功率点上。已知的电压扰动法MPPT策略先扰动光伏阵列输出 电压值，再对扰动后的光伏阵列输出功率进行观测，然后与扰动之前功率值 相比，若扰动后的功率值增加，则扰动方向不变；若扰动后的功率值减小， 则改变扰动方向，直至搜索到光伏阵列的最大工作电压附近。传统的电压扰 动法采用固定步长对光伏阵列输出电压进行扰动，存在工作电压在光伏阵列 最大工作电压附近摆动的问题。如果选择的步长过小，则最大功率点跟踪的 速度较慢；如果选择的步长过大，则工作电压在光伏阵列最大工作电压附近 的摆动幅度大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷提供一种用于 太阳能光伏发电系统的MPPT控制装置及方法。 本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案本专利技术一种用于太阳能光伏发电系统的MPPT控制装置，包括MPPT 采样电路、驱动电路、电流采样电路以及电压采样电路，其中MPPT采样电 路的输入端接光伏阵列的输出直流电压及输出电流端，电流采样电路的输入 端接三相并网逆变器的输出端，电压采样电路的输入端接公用电网的三相电压输入端，驱动电路的输出端接三相并网逆变器的输入端，其特征在于还包括由MPPT变步长跟踪模块、PWM产生模块、电压电流双闭环控制模块和 锁相环构成的DSP处理器，其中锁相环的输入端分别接电流采样电路以及 电压采样电路的输出端，锁相环的输出端串接电压电流双闭环控制模块后接 PWM产生模块的输入端，MPPT变步长跟踪模块的输入端接MPPT采样电 路的输出端，MPPT变步长跟踪模块的输出端接PWM产生模块的输入端， PWM产生模块的输出端接驱动电路的输入端。所述的一种用于太阳能光伏发电系统的MPPT控制装置的控制方法，其 特征在于包括如下步骤步骤301:设置单位电压扰动值A、误差电压s，同时初始化计数器Count 及Count 1;步骤302:采用MPPT采样电路采集光伏阵列的输出电压及输出电流并 经过MPPT变步长跟踪才莫块计算得到光伏阵列的输出功率A;步骤303:对光伏阵列的输出电压施加一扰动值A * 2ACOMf;步骤304:采用MPPT采样电路采集施加扰动后的光伏阵列的输出电压 及输出电流并经过MPPT变步长跟踪才莫块计算得到光伏阵列的输出功率尸2;步骤305:当《>尸2，跳转至步骤307;当《<户2,跳转至步骤306;步骤306:将计数器Countl的值加1;步骤307:将步骤303所述的电压扰动值取为原值的相反数，然后返回至 步骤302;步骤308:继续采用MPPT采样电路采集施加扰动后的光伏阵列的输出 电压及输出电流并经过MPPT变步长跟踪模块计算得到光伏阵列的输出功 率尸步骤309:再对光伏阵列的输出电压施加一扰动值A*2ACOMf: 步骤310:采用MPPT采样电路采集施加扰动后的光伏阵列的输出电压 及输出电流并经过MPPT变步长跟踪模块计算得到光伏阵列的输出功率P2; 步骤311:当A〈尸2，跳转至步骤312;当/^A, 3兆转至步骤315; 步骤312:将计数器Countl的值加1; 步骤313:当0 ^1<3,则返回至步骤308;步骤314:当C仰d >= 3 ,使计数器Count的值加1 ，然后返回至步骤308;步骤315:将电压扰动值取为原值的相反数，并且将计数器Countl的值 清零、计数器Count的值减1;步骤316:当电压扰动值Af2AOmw的绝对值大于误差电压s，则跳转至 步骤308;当电压扰动值A + 2AC做w的绝对值小于误差电压s，则光伏阵列的实际输出电压已经位于最大功率点对应的输出电压t/pMAX附近，流程结束。本专利技术的有益效果在于避免了现有最大功率点跟踪技术存在的跟踪速 度慢、在最大工作电压附近摆动的现象。附图说明图1为本专利技术的原理方框图。图2为本专利技术采用的电压扰动最大功率跟踪方法的原理示意图。 图3为本专利技术采用的变步长电压扰动MPPT方法的流程图。具体实施例方式下面结合附图对专利技术的技术方案进行详细说明图1为本专利技术的原理方框图。如图所示，本专利技术的最大功率点跟踪 (MPPT)控制装置1包括MPPT采样电路11 、驱动电路12、电流采样电路 13、电压采样电路14以及DSP处理器15。该DSP处理器15为TI公司型 号为TMS320LF2812的DSP芯片，其包含MPPT变步长跟踪模块151、PWM 产生模块152、电压电流双闭环控制模块153及锁相环模块154。MPPT采样电路11采集光伏阵列的输出直流电压t/dc及输出电流/de,并 且将该等采样信号送至DSP处理器15。电流采样电路13采集三相并网逆变 器的输出电流/。、 /6、 /c,并且将该电流采样信号送至DSP处理器15。电压 釆样电路14采集公用电网的三相电压t/。、 、 t/c，并且将该电压釆样信号 送至DSP处理器15。DSP处理器15中的MPPT变步长跟踪模块151根据来 自MPPT采样电路ll的采样信号，使用本专利技术的改进变步长电压扰动法进 行计算，并且将计算结果输出至PWM产生模块152。 DSP处理器15中的锁 相环模块154根据来自电流采样电路13及电压采样电路14的采样信号，对 t/。相电压信号进行锁相，然后将电压及电流信号传递至电压电流双闭环控制 模块153。电压电流双闭环控制模块153将电压信号及电流信号进行计算， 并且将计算结果输出至PWM产生模块152。 PWM产生模块152根据来自 MPPT变步长跟踪模块151及电压电流双闭环控制模块153的信号，产生三 相并网逆变器功率开关管的驱动信号。该驱动信号输出至驱动电路12，经隔 离放大后施加至三相并网逆变器功率开关管。图2为本专利技术采用的电压扰动最大功率跟踪方法的原理示意图。如图所 示曲线为光伏阵列的输出电压t/与输出功率尸的关系，tAP曲线不是固定不 变的，它随着日照强度和温度变化，但不管t/-尸曲线如何随外在因素变化，都具有如图2所示的大致形状。图中尸MAX为光伏阵列的最大输出功率点，t/pMAX为最大输出功率点对应的光伏阵列输出电压，。c为光伏阵列的的开路本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于太阳能光伏发电系统的ＭＰＰＴ控制装置，包括ＭＰＰＴ采样电路（１１）、驱动电路（１２）、电流采样电路（１３）以及电压采样电路（１４），其中ＭＰＰＴ采样电路（１１）的输入端接光伏阵列的输出直流电压及输出电流端，电流采样电路（１３）的输入端接三相并网逆变器的输出端，电压采样电路（１４）的输入端接公用电网的三相电压输入端，驱动电路（１２）的输出端接三相并网逆变器的输入端，其特征在于还包括由ＭＰＰＴ变步长跟踪模块（１５１）、ＰＷＭ产生模块（１５２）、电压电流双闭环控制模块（１５３）和锁相环（１５４）构成的ＤＳＰ处理器（１５），其中锁相环（１５４）的输入端分别接电流采样电路（１３）以及电压采样电路（１４）的输出端，锁相环（１５４）的输出端串接电压电流双闭环控制模块（１５３）后接ＰＷＭ产生模块（１５２）的输入端，ＭＰＰＴ变步长跟踪模块（１５１）的输入端接ＭＰＰＴ采样电路（１１）的输出端，ＭＰＰＴ变步长跟踪模块（１５１）的输出端接ＰＷＭ产生模块（１５２）的输入端，ＰＷＭ产生模块（１５２）的输出端接驱动电路（１２）的输入端。
【技术特征摘要】
1、一种用于太阳能光伏发电系统的MPPT控制装置，包括MPPT采样电路(11)、驱动电路(12)、电流采样电路(13)以及电压采样电路(14)，其中MPPT采样电路(11)的输入端接光伏阵列的输出直流电压及输出电流端，电流采样电路(13)的输入端接三相并网逆变器的输出端，电压采样电路(14)的输入端接公用电网的三相电压输入端，驱动电路(12)的输出端接三相并网逆变器的输入端，其特征在于还包括由MPPT变步长跟踪模块(151)、PWM产生模块(152)、电压电流双闭环控制模块(153)和锁相环(154)构成的DSP处理器(15)，其中锁相环(154)的输入端分别接电流采样电路(13)以及电压采样电路(14)的输出端，锁相环(154)的输出端串接电压电流双闭环控制模块(153)后接PWM产生模块(152)的输入端，MPPT变步长跟踪模块(151)的输入端接MPPT采样电路(11)的输出端，MPPT变步长跟踪模块(151)的输出端接PWM产生模块(152)的输入端，PWM产生模块(152)的输出端接驱动电路(12)的输入端。2、 一种基于权利要求1所述的一种用于太阳能光伏发电系统的MPPT 控制装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤步骤301:设置单位电压扰动值△、误差电压s,同时初始化计数器Count 及Countl;步骤302:采用MPPT采样电路(11 )采集光伏阵列的输出电压及输出 电流并经过MPPT变步长跟踪模块(151 )计算得到光伏阵列的输出功率尸1;步骤303:对光伏阵列的输出电压施加一扰动值△ *2ACOMw...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐永邦，刘小宝，朱国军，史君海，樊荟，邓霞，王斌，
申请(专利权)人：中环中国工程有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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