光伏发电系统、光伏控制器及其最大功率点跟踪方法技术方案

本发明专利技术属于光伏发电技术领域，提供了一种光伏发电系统、光伏控制器及其最大功率点跟踪方法。本发明专利技术通过采用包括输入电容C1、电感L1、开关管、二极管D1、输出电容C2、电流采样电路、微处理器及脉宽调制驱动电路的光伏控制器，根据光伏控制器的输出电流的变化相应地调整开关管的开关占空比，经过反复调整以使光伏控制器的输出功率达到最大值，进而使光伏控制器的输入功率也达到最大值，而由于光伏电池板的输出功率等于光伏控制器的输入功率，因此能够不需要电压采样电路的情况下实现对光伏电池板的最大功率点跟踪，降低了成本且提高响应速度，简化了控制算法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于光伏发电
，提供了一种。本专利技术通过采用包括输入电容C1、电感L1、开关管、二极管D1、输出电容C2、电流采样电路、微处理器及脉宽调制驱动电路的光伏控制器，根据光伏控制器的输出电流的变化相应地调整开关管的开关占空比，经过反复调整以使光伏控制器的输出功率达到最大值，进而使光伏控制器的输入功率也达到最大值，而由于光伏电池板的输出功率等于光伏控制器的输入功率，因此能够不需要电压采样电路的情况下实现对光伏电池板的最大功率点跟踪，降低了成本且提高响应速度，简化了控制算法。【专利说明】
本专利技术属于光伏发电
，尤其涉及一种。
技术介绍
在风能、太阳能、燃料电池等新能源利用高速发展的今天，新能源的应用得到了各级政府、高校科研院所及企业的大力重视，其中，太阳能发电将成为未来获取电力能源的重要途径之一。在实现太阳能发电过程中，光伏阵列的输出特性是具有非线性特征的，其输出电压和输出电流受太阳光照强度和环境温度等因素额影响。在一定的太阳光照强度和环境温度下，光伏阵列可以工作在不同的输出电压条件下，但只有在某一输出电压值时，光伏阵列的输出功率能达到最大值，且光伏阵列在此时的工作点也就达到了最大功率点。在光伏发电系统中，提高系统的整体效率的一个重要途径就是实时调整光伏阵列的工作点，使其始终工作在最大功率点附近，这个过程被称之为最大功率点跟踪(Maximum Power PointTracking, MPPT)?传统MPPT的实现方法有恒定电压控制法、扰动观察法、导纳增量控制法等。这些方法各有优劣，但都是通过采样光伏电池板输出的直流电压、直流电流或直流电压与直流电流的乘积作为判断其工作点的依据，进而实现最大功率点跟踪。而在现有技术中，扰动观察法是应用最为广泛且实现最为方便的方法之一，其原理是先扰动光伏电池板的输出电压，根据功率计算公式P=UI计算出光伏电池板在扰动前后的输出功率，并与扰动之前的功率值进行对比，若输出功率在扰动后增加，则说明此前的扰动能够提高光伏电池板的输出功率，下一次则往相同的电压扰动方向继续扰动光伏电池板的输出电压；反之，则说明扰动不利于提高光伏电池板的输出功率，下一次则往相反的电压扰动方向扰动。这种扰动观察法需采样光伏电池板的输出电压和输出电流，并将两者相乘以得到输出功率作为最大功率点的判断依据，这就需要采用电压采样电路和电流采样电路分别对光伏电池板的输出电压和输出电流进行采样，从而增加了光伏发电系统的成本，且同时还增加了中央处理器的数据处理任务，不利于快速响应并调整扰动方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光伏控制器，旨在降低光伏发电系统的成本并提高扰动响应速度。本专利技术是这样实现的，一种光伏控制器，所述光伏控制器的输入正端和输入负端分别连接光伏电池板的正极和负极，所述光伏控制器的输出正端和输出负端分别连接电池的正极和负极；所述光伏控制器包括输入电容Cl、电感L1、开关管、二极管D1、输出电容C2、电流采样电路、微处理器及脉宽调制驱动电路；所述输入电容Cl的第一端和所述电感LI的第一端的共接点作为所述光伏控制器的输入正端，所述输入电容Cl的第二端作为所述光伏控制器的输入负端，所述电感LI的第二端与所述开关管的输入端共接于所述二极管Dl的阳极，所述二极管Dl的阴极与所述输出电容C2的第一端的共接点作为所述光伏控制器的输出正端，所述开关管的输出端与所述输入电容Cl的第二端、所述输出电容C2的第二端以及所述电流采样电路的第一端共接于地，所述电流采样电路的第二端为所述光伏控制器的输出负端，所述电流采样电路的输出端连接所述微处理器的采样反馈端，所述微处理器的开关控制信号端连接所述脉宽调制驱动电路的输入端，所述脉宽调制驱动电路的输出端连接所述开关管的控制端；所述电流采样电路对所述光伏控制器进行输出电流采样，并将所生成的电流采样信号输出至所述微处理器，所述微处理器根据所述电流采样信号获取所述光伏控制器的输出电流值，并对所述输出电流值与前一次所获取的输出电流值进行比较，且根据比较结果确定占空比调整趋势并相应地输出脉宽调制信号至所述脉宽调制驱动电路，所述脉宽调制驱动电路控制所述开关管按照所述脉宽调制信号所包含的占空比实现开关动作以调整所述光伏控制器的输出电流。本专利技术的另一目的还在于提供一种光伏发电系统，其包括光伏电池板、电池以及上述的光伏控制器。本专利技术的又一目的还在于提供一种基于上述光伏控制器的最大功率点跟踪方法，所述最大功率点跟踪方法包括以下步骤:电流采样电路对所述光伏控制器进行输出电流采样，并将所生成的电流采样信号输出至微处理器；所述微处理器根据所述电流采样信号获取所述光伏控制器的输出电流值；所述微处理器对所述输出电流值与前一次所获取的输出电流值进行比较，根据比较结果确定占空比调整趋势并相应地输出脉宽调制信号；脉宽调制驱动电路控制所述开关管按照所述脉宽调制信号所包含的占空比实现开关动作以调节所述光伏控制器的输出电流。本专利技术通过米用包括输入电容Cl、电感L1、开关管、二极管D1、输出电容C2、电流采样电路、微处理器及脉宽调制驱动电路的光伏控制器，电流采样放大电路对所述光伏控制器进行输出电流采样，并将所生成的电流采样信号输出至微处理器，微处理器根据电流采样信号获取光伏控制器的输出电流值，并对输出电流值与前一次所获取的输出电流值进行比较，且根据比较结果确定占空比调整趋势并相应地输出脉宽调制信号至脉宽调制驱动电路，脉宽调制驱动电路控制开关管按照脉宽调制信号所包含的占空比实现开关动作以调整光伏控制器的输出电流，通过反复调整使光伏控制器的输出功率达到最大值，进而使光伏控制器的输入功率也达到最大值，而由于光伏电池板的输出功率等于光伏控制器的输入功率，因此能够不需要电压采样电路的情况下实现对光伏电池板的最大功率点跟踪，降低了成本且提高响应速度。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的光伏控制器的结构图；图2是本专利技术实施例提供的光伏控制器的示例电路结构图；图3是本专利技术另一实施例提供的光伏控制器的示例电路结构图；图4是本专利技术实施例提供的基于图1所示的光伏控制器的最大功率点跟踪方法的实现流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例通过米用包括输入电容Cl、电感L1、开关管、二极管Dl、输出电容C2、电流采样电路、微处理器及脉宽调制驱动电路的光伏控制器，根据光伏控制器的输出电流的变化相应地调整开关管的开关占空比，经过反复调整以使光伏控制器的输出功率达到最大值，进而使光伏控制器的输入功率也达到最大值，而由于光伏电池板的输出功率等于光伏控制器的输入功率，因此能够不需要电压采样电路的情况下实现对光伏电池板的最大功率点跟踪，降低了成本且提高响应速度。以下以在光伏发电系统中的应用为例对本专利技术实施例提供的光伏控制器进行详细说明:光伏发电系统包括光伏控制器100、光伏电池板200及电池300，如图1所示，光伏控制器100的输入正端和输入负端分别连接光伏电池板200的正极PV+和负极PV-，光伏控制器100的输出正端和输出负端分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏控制器，所述光伏控制器的输入正端和输入负端分别连接光伏电池板的正极和负极，所述光伏控制器的输出正端和输出负端分别连接电池的正极和负极；其特征在于，所述光伏控制器包括输入电容C1、电感L1、开关管、二极管D1、输出电容C2、电流采样电路、微处理器及脉宽调制驱动电路；所述输入电容C1的第一端和所述电感L1的第一端的共接点作为所述光伏控制器的输入正端，所述输入电容C1的第二端作为所述光伏控制器的输入负端，所述电感L1的第二端与所述开关管的输入端共接于所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极与所述输出电容C2的第一端的共接点作为所述光伏控制器的输出正端，所述开关管的输出端与所述输入电容C1的第二端、所述输出电容C2的第二端以及所述电流采样电路的第一端共接于地，所述电流采样电路的第二端为所述光伏控制器的输出负端，所述电流采样电路的输出端连接所述微处理器的采样反馈端，所述微处理器的开关控制信号端连接所述脉宽调制驱动电路的输入端，所述脉宽调制驱动电路的输出端连接所述开关管的控制端；所述电流采样电路对所述光伏控制器进行输出电流采样，并将所生成的电流采样信号输出至所述微处理器，所述微处理器根据所述电流采样信号获取所述光伏控制器的输出电流值，并对所述输出电流值与前一次所获取的输出电流值进行比较，且根据比较结果确定占空比调整趋势并相应地输出脉宽调制信号至所述脉宽调制驱动电路，所述脉宽调制驱动电路控制所述开关管按照所述脉宽调制信号所包含的占空比实现开关动作以调整所述光伏控制器的输出电流。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马化盛，孔鹏远，张化伟，刘鹏宇，
申请(专利权)人：深圳桑达国际电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：