[发明专利]利用模湖算法的MPPT光伏充放电控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术的一种光伏充放电控制器，具体涉及一种利用模湖算法的MPPT独立光伏充放电控制器。

背景技术

随着能源问题和环境问题的日益突出，作为清洁能源的太阳能越来越受到重视。近年来，太阳能光伏发电的研究和应用有了突飞猛进的增长，成为新能源的研究热点。制约太阳能光伏发电系统发展的因素主要有高昴的制造成本和较低的转换效率。

在光伏系统中，通常要求光伏电池的输出功率保持在最大，也就是让光伏电池工作在最大功率点，从而提高光伏电池的转换效率。MPPT就是一个不断测量和不断调整以达到最优的过程，它不需要知道光伏阵列精确的数学模型，而是在运行过程中不断改变可控参数的整定值，使得当前工作点逐渐向峰值功率点靠近，使光伏系统运作在峰值功率点附近。

MPPT本质上是一个寻优过程。通过测量电压、电流和功率，比较它们之间的变化关系，决定当前工作点与峰值点的位置关系，然后控制电流（或电压）向当前工作点与峰值功率点移动，最后控制电流（或电压）在峰值功率点附近一定范围内来回摆动。

模糊控制算法设计的MPPT控制器能够稳定、高效地跟踪光伏阵列最大功率点；同时，在日照强度、环境温度等系统参数扰动的情况下，能快速寻找新的工作点，保持系统稳定，利用malab仿真表明相对于扰动观察法、电导增量法的控制器表现出很好的动态特性。使用MPPT控制器的太阳能发电系统会比传统的效率提高50%，但是跟据实际测试，由于周围环境影响与各种能量损失，最终的效率也可以提高 20%-30%。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种利用模湖算法的MPPT独立光伏充放电控制器。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种利用模湖算法的MPPT光伏充放电控制器，包括太阳能电池阵列及蓄电池组，所述太阳能电池阵列与所述蓄电池组之间连接有控制器，所述控制器连接有负载电路，所述控制器包括MPPT控制器、DC-DC变换电路，所述MPPT控制器由所述蓄电池组供电，用于检测所述太阳能电池阵列的电压及电流，并控制所述DC-DC变换电路；所述太阳能电池阵列通过所述DC-DC变换电路变换出合适的电压供给所述蓄电池组。

进一步的，所述MPPT控制器还连接一个显示模块。

一种利用模湖算法的MPPT光伏充放电控制方法，包括以下步骤：

步骤1）存储隶属函数规则控制表；

步骤2）变换e(n)、a(n-1)到E(n)、A(n-1)，

步骤3）计算E(n)、A(n-1)的隶属度；

步骤4）取一条规则推理；

步骤5）判断是否推理结束，否则返回步骤4；

步骤6）反模糊化；

步骤7）变换A(n)至a(n)。

本发明的有益效果是:

本发明利用改进的模糊控制的MPPT算法，是借助人工神经网络法，由实测数据生成模糊控制规则。相对扰动观察法、电导增量法，模糊控制法于模糊控制具有更好的动态和稳态性能光伏阵列的输出功率则随着输出电压的升高有一个输出功率最大点。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1 光伏发电系统的组成；

图2 MPPT控制系统框图；

图3 单片机系统图；

图4 LCD1602显示接口电路；

图5 电压检测电路；

图6 电流检测电路；

图7 AD电路；

图8 Boost变换电路；

图9 系统软件总体设计框图；

图10 模糊控制器流程图。

图中标号说明：1、太阳能电池阵列，2、控制器，201、MPPT控制器，202、DC-DC变换电路，203、显示模块，3、蓄电池组，4、负载电路。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。