[发明专利]一种用于太阳能光伏发电系统的MPPT控制装置及方法

说明书

技术领域

发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明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Δ、误差电压ε，同时初始化计数器Count及Count1；

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变步长跟踪模块计算得到光伏阵列的输出功率P₁；

步骤303：对光伏阵列的输出电压施加一扰动值Δ*2^Count；

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变步长跟踪模块计算得到光伏阵列的输出功率P₂；

步骤305：当P₁＞P₂，跳转至步骤307；当P₁＜P₂，跳转至步骤306；

步骤306：将计数器Count1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P₁；

步骤309：再对光伏阵列的输出电压施加一扰动值Δ*2^Count：

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P₁＜P₂，跳转至步骤312；当P₁＞P₂，跳转至步骤315；

步骤312：将计数器Count1的值加1；