太阳能电池最大输出功率跟踪方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能电池最大输出功率跟踪方法及系统。根据本发明专利技术，首先由太阳能电池电压电流采样及最大最小值筛选模块以第一时间间隔采样太阳能电池的输出电压ＵＳ和相应的输出电流ＩＳ，筛选得到一个功率变化周期内太阳能电池的最大输出电压值Ｕｍａｘ、最小输出电压值Ｕｍｉｎ和相应的电流值Ｉ１、Ｉ２；然后由功率差值计算模块计算太阳能电池相应于最大输出电压的功率Ｐ１以及相应于最小输出电压的功率Ｐ２，并计算其功率差值ΔＰ＝Ｐ１－Ｐ２；最后由控制器对ΔＰ进行比例积分控制或模糊控制，使ΔＰ＝０，得到太阳能电池相应于其最大输出功率的工作电压值Ｕｇ，将Ｕｇ作为太阳能电池的工作电压。本发明专利技术可以快速跟踪最大输出功率点，提高太阳能电池的能量转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏并网发电领域，尤其涉及一种太阳能电池最大输出功率跟踪方法 及系统。
技术介绍
光伏并网发电是一种绿色的新能源发电技术，它利用光生伏特效应原理把太阳光 的能量通过太阳能电池转换成直流电能，再通过逆变器转换成与电网同频同相的交流电能 馈入电网进行发电。由于太阳能电池的非线性，在太阳能电池的工作范围内，存在一个最大 输出功率点，太阳能电池在这个工作点上运行，能量转换效率达到最高。现有技术中的太阳 能电池最大输出功率跟踪方法，如爬坡法、电导法等，要求始终在太阳能最大输出功率点 附近前后移动，进行比较，以保证太阳能电池能工作在最大输出功率点附近。现有技术的主 要缺点为跟踪速度慢，跟踪过程中有一定的转换效率的损失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种跟踪速度较 快的太阳能电池最大输出功率跟踪方法及系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是根据一个方面，一种太阳能电池最大输出功率跟踪方法，包括以下步骤Si.以第一时间间隔采样太阳能电池的输出电SUs和相应的输出电流Is，筛选得 到一个功率变化周期内太阳能电池的最大输出电压值Umax和相应的电流值Il以及太阳能 电池的最小输出电压值Umin和相应的电流值12 ；S2.计算太阳能电池相应于所述最大输出电压的功率Pl以及相应于所述最小输 出电压的功率P2，并计算其功率差值ΔΡ = Ρ1-Ρ2;S3.对Δ P进行比例积分控制或模糊控制，使ΔΡ = 0，得到太阳能电池相应于其 最大输出功率的工作电压值ug，将Ug作为太阳能电池的工作电压。本专利技术太阳能电池最大输出功率跟踪方法中，步骤Sl中，所述第一时间间隔为一 个正弦脉宽调制斩波周期。本专利技术太阳能电池最大输出功率跟踪方法中，步骤S2中，根据公式P = UI和步骤 Sl中得到的Umax、Il计算P1，以及根据公式P = UI和步骤Sl中得到的Umin、12计算P2。本专利技术太阳能电池最大输出功率跟踪方法中，所述太阳能电池最大输出功率跟踪 方法用于单相并网时，所述一个功率变化周期为1/100秒。本专利技术太阳能电池最大输出功率跟踪方法中，所述太阳能电池最大输出功率跟踪 方法用于三相并网时，所述一个功率变化周期为1/300秒。根据一个方面，一种太阳能电池最大输出功率跟踪系统，包括太阳能电池电压电流采样及最大最小值筛选模块，用于以第一时间间隔采样太阳 能电池的输出电压Us和相应的输出电流Is，以及用于筛选得到一个功率变化周期内太阳能电池的最大输出电压值Umax和相应的电流值Il以及太阳能电池的最小输出电压值Umin和相 应的电流值12 ；功率差值计算模块，用于计算太阳能电池相应于所述最大输出电压的功率Pl以 及相应于所述最小输出电压的功率P2，并计算其功率差值ΔΡ = P1-P2 ；控制器，用于控制ΔΡ，使ΔΡ = 0，以得到太阳能电池相应于其最大输出功率的工 作电压值ug，并用于控制太阳能电池工作在工作电压为Ug的工作点。本专利技术太阳能电池最大输出功率跟踪系统中，所述控制器是比例积分控制器。本专利技术太阳能电池最大输出功率跟踪系统中，所述控制器是模糊控制器。本专利技术太阳能电池最大输出功率跟踪方法及系统的有益效果为采用零静差的比 例积分控制器或高增益的模糊控制器，提高了最大功率跟踪系统的跟踪速度以及太阳能电 池的能量转换效率。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是本专利技术实施例的太阳能电池最大输出功率跟踪方法的流程图；图2是本专利技术实施例的太阳能电池最大输出功率跟踪系统的框图。具体实施例方式图1是本专利技术实施例的太阳能电池最大输出功率跟踪方法的流程图。在本实施例 中，太阳能电池最大输出功率跟踪方法开始于步骤Si。在步骤Sl中，首先在一个功率变化 周期内以第一时间间隔采样太阳能电池的输出电压US和相应的输出电流IS。第一时间间 隔可以是一个正弦脉宽调制斩波周期，光伏并网系统在一个功率变化周期内含有数十到数 百个正弦脉宽调制(SPWM)斩波周期。然后在每个功率变化周期内筛选出该周期内太阳能 电池的最大输出电压值Umax和相应的电流值Il以及太阳能电池的最小输出电压值Umin和相 应的电流值12。太阳能电池最大输出功率跟踪方法用于单相并网时，一个功率变化周期为 1/100秒。太阳能电池最大输出功率跟踪方法用于三相并网时，一个功率变化周期为1/300 秒。在步骤S2中，根据公式P = UI和步骤Sl中得到的Umax、Il计算太阳能电池相应 于其最大输出电压的功率P1，以及根据公式P = UI和步骤Sl中得到的Umin、12计算太阳 能电池相应于其最小输出电压的功率P2。比较Pl和P2，当Pl >P2时，太阳能电池的平均 工作电压向增大方向移动；当Pl <P2时，太阳能电池的平均工作电压向减小方向移动；当 Pl =P2时，太阳能电池的平均工作电压不变。本领域技术人员应当理解，当Pl =P2时，太 阳能电池的最大输出功率点的电压Us必定在Umin和Umax之间。为了找出这个最大输出功率 点，计算功率差值ΔΡ = Pi-P2,以便对ΔΡ进行控制。在步骤S3中，对ΔΡ进行比例积分控制或模糊控制，使ΔΡ = 0，得到太阳能电池 相应于其最大输出功率的工作电压值ug，控制太阳能电池使其工作点向工作电压为Ug的工 作点移动，保证太阳能电池输出的周期平均功率始终工作在最大功率点附近。图2是本专利技术实施例的太阳能电池最大输出功率跟踪系统的框图。在本实施例 中，太阳能电池最大输出功率跟踪系统包括太阳能电池电压电流采样及最大最小值筛选模块、功率差值计算模块和控制器。太阳能电池电压电流采样及最大最小值筛选模块用于以第一时间间隔采样太阳 能电池的输出电压Us和相应的输出电流Is，以及用于筛选得到一个功率变化周期内太阳能 电池的最大输出电压值Umax和相应的电流值Il以及太阳能电池的最小输出电压值Umin和相 应的电流值12。第一时间间隔可以是一个正弦脉宽调制斩波周期，光伏并网系统在一个功 率变化周期内含有数十到数百个正弦脉宽调制斩波周期。太阳能电池最大输出功率跟踪方 法用于单相并网时，一个功率变化周期为1/100秒。太阳能电池最大输出功率跟踪方法用 于三相并网时，一个功率变化周期为1/300秒。功率差值计算模块用于计算太阳能电池相应于最大输出电压的功率Pl以及相应 于所述最小输出电压的功率P2，并计算其功率差值ΔΡ = Ρ1-Ρ2。在本专利技术的一个实施例 中，功率差值计算模块可以包括乘法器和加法器，乘法器用于计算功率，加法器用于计算差 值。在本专利技术的另一个实施例中，功率差值计算模块还可以包括计算单元和存储单元，存储 单元用于存储功率计算公式P = UI和差值计算公式ΔΡ = Ρ1-Ρ2，计算单元用于根据相应 参数从存储单元中提取相应公式进行相应计算。相应参数包括步骤Sl中筛选得到的太阳 能电池的最大输出电压值Umax和相应的电流值II、太阳能电池的最小输出电压值Umin和相 应的电流值12以及根据这些值计算得到的Ρ1、Ρ2。控制器用于控制ΔΡ，使ΔΡ = 0，以得到太阳能电池相应于其最大输出功率的工 作电压值ug，并用于控制太阳能电池工作在工作电压为Ug的工作点。控制器可以包括比例 积分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池最大输出功率跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：Ｓ１．以第一时间间隔采样太阳能电池的输出电压Ｕ↓［Ｓ］和相应的输出电流Ｉ↓［Ｓ］，筛选得到一个功率变化周期内太阳能电池的最大输出电压值Ｕ↓［ｍａｘ］和相应的电流值Ｉ１以及太阳能电池的最小输出电压值Ｕ↓［ｍｉｎ］和相应的电流值Ｉ２；Ｓ２．计算太阳能电池相应于所述最大输出电压的功率Ｐ１以及相应于所述最小输出电压的功率Ｐ２，并计算其功率差值ΔＰ＝Ｐ１－Ｐ２；Ｓ３．对ΔＰ进行比例积分控制或模糊控制，使ΔＰ＝０，得到太阳能电池相应于其最大输出功率的工作电压值Ｕ↓［ｇ］，将Ｕ↓［ｇ］作为太阳能电池的工作电压。

【技术特征摘要】
一种太阳能电池最大输出功率跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤S1.以第一时间间隔采样太阳能电池的输出电压US和相应的输出电流IS，筛选得到一个功率变化周期内太阳能电池的最大输出电压值Umax和相应的电流值I1以及太阳能电池的最小输出电压值Umin和相应的电流值I2；S2.计算太阳能电池相应于所述最大输出电压的功率P1以及相应于所述最小输出电压的功率P2，并计算其功率差值ΔP＝P1 P2；S3.对ΔP进行比例积分控制或模糊控制，使ΔP＝0，得到太阳能电池相应于其最大输出功率的工作电压值Ug，将Ug作为太阳能电池的工作电压。2.根据权利要求1所述的太阳能电池最大输出功率跟踪方法，其特征在于，步骤Sl中， 所述第一时间间隔为一个正弦脉宽调制斩波周期。3.根据权利要求1所述的太阳能电池最大输出功率跟踪方法，其特征在于，步骤S2中， 根据公式P = UI和步骤Sl中得到的Umax、Il计算Pl，以及根据公式P = UI和步骤Sl中得 到的Umin、I2计算P2。4.根据权利要求1所述的太阳能电池最大输出功率跟踪方法，其特征在于，所述太阳 能电池最大输出功率跟踪方法用于单相并网时，所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴建华，
申请(专利权)人：深圳市科奥信电源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]