[发明专利]一种太阳能电池最大输出功率跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池最大输出功率跟踪方法。

背景技术

传统上的太阳能最大输出功率追踪使用“爬山法”进行最大输出功率追踪，使用固定的步进值调整太阳能控制器的导通时间，同时实时测量输出电流值I与输出电压值V，计算实时输出功率P，P＝I*V，根据实时输出功率P的当前输出功率值与前次输出功率值的大小的比较，确定下一步太阳能控制器的导通时间的调整方向，若当前输出功率值大于或等于前次输出功率值，则后次的导通时间增加一个步进值，若当前输出功率值值小于前次输出功率值，则后次的导通时间减少一个步进值。

由于步进值是采用固定值，在阳光充足或阳光稀少时跟踪的效果及造成的输出功率纹波有很大的差异，同时输出功率波动无法减少：若步进值选得较小，会减少在最大输出功率点附近的波动，跟踪的速度会变慢，降低跟踪效率，若步进值选得较大，跟踪速度较快，但在最大输出功率点附近的输出功率波动会较大，并且在最大输出功率点处无法稳定。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种快速、准确、稳定的太阳能电池最大输出功率跟踪方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种太阳能电池最大输出功率跟踪方法，其特征是太阳能控制器通过检测电路检测太阳能电池在当前变换周期内的当前输出电压V(n)和当前输出电流I(n)，计算当前输出功率P(n)，P(n)＝V(n)*I(n)并记录，前次变换周期记为n-1：前次输出电压V(n-1)和前次输出电流I(n-1)，前次输出功率P(n-1)，P(n-1)＝V(n-1)*I(n-1)，

前前次变换周期记为n-2，前前次输出电压V(n-2)和前前次输出电流I(n-2)，前前次输出功率P(n-2)，P(n-2)＝V(n-2)*I(n-2)，所述的前前次为前次的前次；

当前输出功率的变化量ΔP(n)，ΔP(n)＝P(n)-P(n-1)，

前次输出功率的变化量ΔP(n-1)，ΔP(n-1)＝P(n-1)-P(n-2)，

当前输出电压的变化量ΔV(n)，ΔV(n)＝V(n)-V(n-1)，

其中，n为当前，n+1为后次，n-1为前次，n-2为前前次，n为大于等于1的自然数，当n＝1时，为第一次，V(n-1)及P(n-1)、P(n-2)初始化为零；

记录太阳能电池的输出功率由下降到上升或者由上升到下降的转折变化的累计次数为F，在当前变换周期内发生转折变化时，F(n)＝F(n-1)+1，在当前变换周期内没发生转折变化时，F(n)＝F(n-1)；

F(n)为当前变换周期内的累计次数，

F(n-1)为前次变换周期内的累计次数，

设定变换周期内的步进值δ有二个不同的档位：第一档位c1和第二档位c2，第一档位c1和第二档位c2均大于零且小于最大允许导通时间的0.1倍，并有第一档位c1＞第二档位c2，其中，最大允许导通时间是指允许的最大导通时间，是一个和斩波频率相关的时间，为斩波频率的倒数的0.75倍；所述的变换周期包括后次变换周期、当前变换周期、前次变换周期、前前次变换周期以及第一次变换周期；在第一次变换周期内，对步进值δ首先赋予较大的值，即δ＝c1；

在当前输出电压的变化量ΔV(n)的绝对值|ΔV(n)|＞V1时，则后次变换周期内的步进值δ下降一个档位；如果，在后次变换周期内的步进值δ已经为最小档位时，则不作变化；其中，V1为小于0.1倍太阳能电池的开路电压值的正数；

在当前输出功率的变化量ΔP(n)的变化率超过1.1倍时，则后次变换周期内的步进值δ上升一个档位；如果，在后次变换周期内的步进值δ已经为最大档位时，则不作变化；其中，当前输出功率的变化量ΔP(n)的变化率是指当前输出功率的变化量ΔP(n)与前次输出功率的变化量ΔP(n-1)之差与前次输出功率的变化量ΔP(n-1)的比值；

在当前输出功率的变化量ΔP(n)的绝对值|ΔP(n)|与当前输出功率P(n)的比值＞λ时，则后次变换周期内的步进值δ下降一个档位；如果，在后次变换周期内的步进值δ已经为最小档位时，则不作变化；其中，λ为小于1的正数；

在当前变换周期内的累计次数F(n)≥2时，则后次变换周期内的步进值δ下降一个档位，同时，对F(n)进行清零并重新计数；如果，在后次变换周期内的步进值δ已经为最小档位时，则对步进值δ不作变化；

在输出功率随导通时间增加而增加的上升期内：