[发明专利]一种基于PV模块的多谐振荡式MPP自动跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及电器技术领域，尤其涉及一种基于PV模块的多谐振荡式MPP自动跟踪方法。

背景技术

目前，在现有技术中，多谐振荡式跟踪MPPT(MPPT，maximum power point tracker)的主要方案有：定电压跟踪法、扰动观察法，电导增量法等。定电压跟踪法的基本假设是在忽略温度和环境影响的条件下，MP(maximum power)点所对应电压近似等于一个常数，该常数约等于0.79倍的开路电压。所以使用开路电压的数值可以直接获取MP点对应的电压，该定电压跟踪法的缺点在于忽略了温度和环境的影响，使得精度较差，工业界难以接受。

扰动观察法的基本原理是每隔一定的时间间隔，增加或减少模块的输出电压，并观察变动后的功率变化方向确定下一步控制信号是增加或减少输出功率，这种方案简单易行，但相应速度太慢且会在MP点出现振荡；电导增量法的基本原理是基于在MP点功率对电压的导数等于零得出如下结论，在MP点，PV模块输出电导的变化率等于直流输出电导的负值，因此电导增量法是通过比较电导的变化率与直流电导来改变控制信号的，其缺点是对硬件的要求特别是传感器的要求比较苛刻，难以在现场使用。

从上述现有技术的方案中可知，现有技术方案中的多谐振荡式MPP自动跟踪方法实现成本高、精度低，且对硬件要求高，难以在现场使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于PV模块的多谐振荡式MPP自动跟踪方法，该方法使用通用的中规模集成IC实现，成本低廉，并具有高效、可靠和简单的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种基于PV模块的多谐振荡式MPP自动跟踪方法，所述方法包括：

将光伏模块PV的电压-电流v-i特性划分为三个工作区，分别为恒压区、最大输出功率区和恒流区，其中：所述恒压区的电流变化率远大于电压的变化率；所述最大输出功率区的电流和电压的变化率近似相等，并定义稳态工作系数；所述恒流区的电压变化率远大于电流的变化率；

基于所述稳态工作系数建立稳态工作电路，通过所述稳态工作电路实现光照度稳定情况下的多谐振荡式MPP自动跟踪，以及光照度缓慢变化过程下的MPP自动跟踪。

所述方法包括：

基于所述恒压区的电流和电压变化规律，实现启动过程的MPP自动跟踪，并实现了由所述恒压区到所述最大输出功率区的自动过渡，其中所述启动过程分为大步长和变步长启动。

所述方法还包括：

通过所述稳态工作电路实现光照度增强情况下的MPP跟踪技术，所述光照度增强情况具体包含光照度突增和光照度缓增两种情况，所述光照度突增等价为启动过程，所述光照度缓增等价为稳态加扰动过程。

所述方法还包括，

通过所述稳态工作电路实现光照度减弱情况下的MPP跟踪技术，所述光照度减弱情况包含光照度突减和光照度缓减两种情况。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，首先将PV模块的电压-电流v-i特性划分为三个工作区，分别为恒压区、最大输出功率区和恒流区，其中：所述恒压区的电流变化率远大于电压的变化率；所述最大输出功率区的电流和电压的变化率近似相等，并定义稳态工作系数；所述恒流区的电压变化率远大于电流的变化率；基于所述稳态工作系数建立稳态工作电路及其图解法，通过所述稳态工作电路实现光照度稳定情况下的多谐振荡式MPP自动跟踪，以及光照度缓慢变化过程下的MPP自动跟踪。该方法使用通用的中规模集成IC实现，成本低廉，并具有高效、可靠和简单的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例所述PV模块的v-i特性曲线示意图；

图2为本发明实施例所述针对PV模块的电路结构图；

图3为本发明实施例所述针对PV模块的的图解法示意图；

图4为本发明实施例所述稳态工作的电路原理示意图；

图5为本发明实施例所述启动过程的电路示意图；

图6为本发明实施例所述大步长启动过程工作原理波形示意图；

图7为本发明实施例所述日光照度突增工况自动跟踪MPP的原理图解法示意图；

图8为本发明实施例所述光照缓增工况MPP自动跟踪原理图解示意图；