[发明专利]一种光伏阵列最大功率跟踪方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种采用短路电流法结合变步长电导增量法的光伏阵列最大功率跟踪方法及装置。

背景技术

随着能源的消耗，可再生能源受到越来越多的关注，在众多的可再生能源中，光能以其可再生、无污染、蕴含量大而越来越多的受到人们青睐。但是光伏阵列输出功率随外部环境及负载的改变而变化，一般情况下利用率不高，需要对其最大功率进行跟踪以提高光伏阵列的利用率。目前常用光伏阵列最大功率跟踪方法有开环方法和闭环方法。

开环方法主要有开路电压法以及短路电流法。开路电压法或者短路电流法利用开路电压或者短路电流与最大功率点电压或者最大功率点电流近似成比例关系，进行最大功率跟踪。这类方法跟踪速度快，但是对光伏阵列的输出特性具有较强的依赖性，只能近似的跟踪，效率不高；在开路时存在瞬时功率损失，短路时测量参数比较复杂。

闭环方法有扰动观察法以及电导增量法，这类算法利用在正常光照的条件下，光伏阵列的输出P－U特性曲线是一个以最大功率点为极值点的单峰值函数，如图1所示；在最大功率点处有dP/dU＝0，通过自寻优来满足dP/dU＝0。但是当外界环境发生巨变，或者光伏阵列被部分遮挡时，上述方法可能产生振荡或者误判，因此不能很好的完成最大功率的跟踪。

因此，需要提出一种新的光伏阵列最大功率跟踪方式，以提高光伏阵列的利用率，加快跟踪光伏阵列最大功率的速度，减少在跟踪最大功率点过程中的功率振荡，也即提高太阳能的利用率。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种光伏阵列最大功率跟踪方法及装置，通过传感器检测物体的位置，将位置信息进行模数转换处理，再将转化后的数据进行运算处理，将其线性化、量化，最后将处理后的物体位置信息数据提供给外部设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种光伏阵列最大功率跟踪方法，包括如下步骤：（1）采集光伏阵列的温度、光照、输出电压及输出电流，获取相应电压差以及电流差；（2）获取功率差值，并判断所述功率差值是否大于一预设阈值，若大于预设阈值，则执行步骤（3），否则执行步骤（4）；（3）采用短路电流法获取最大功率点电流与输出电流之间的误差值，生成控制信号并执行步骤（5）；（4）获取电导增量，并计算可变步长值，生成控制信号并执行步骤（5）；（5）根据控制信号，实时调节光伏阵列的输出电压、输出电流以及负载功率，完成最大功率跟踪。

为实现上述目的，本发明还提供了一种光伏阵列最大功率跟踪装置，包括：DSP处理器、判断模块、短路电流处理模块、电导增量处理模块以及电力电子开关电路；所述DSP处理器与光伏阵列相连，用于采集光伏阵列的温度、光照、输出电压及输出电流，获取相应电压差以及电流差；所述判断模块与所述DSP处理器相连，用于获取功率差值，并判断所述功率差值是否大于一预设阈值，若大于预设阈值，则调用短路电流处理模块，否则调用电导增量处理模块；所述短路电流处理模块与所述DSP处理器以及判断模块相连，用于采用短路电流法获取最大功率点电流与输出电流之间的误差值，生成控制信号并传送至电力电子开关电路； 所述电导增量处理模块与所述DSP处理器以及判断模块相连，用于获取电导增量，并计算可变步长值，生成控制信号并传送至电力电子开关电路；所述电力电子开关电路与负载相连，用于根据所述控制信号调节电路中的电力电子开关的占空比，实时调节光伏阵列的输出电压、输出电流以及负载功率，完成最大功率跟踪。

本发明光伏阵列最大功率跟踪方法及装置的积极效果是：本发明利用短路电流法快速跟踪光伏阵列最大功率，在外界环境发生巨变时，也能够减少对光伏阵列最大功率的误判；结合变步长电导增量法减少在跟踪光伏阵列最大功率过程中的功率振荡，特别是在最大功率点附近处的振荡，从总体上提高光伏阵列电能的利用率。

附图说明

图1是光伏阵列的输出P－U特性曲线；

图2是本发明光伏阵列最大功率跟踪方法的流程图；

图3是本发明光伏阵列最大功率跟踪装置的架构示意图；

图4是本发明实现最大功率跟踪的流程图；

图5是本发明的系统仿真电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明一种光伏阵列最大功率跟踪方法及装置做详细说明。