[发明专利]一种光伏发电的MPPT控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏发电的MPPT控制装置及方法。

背景技术

基于光伏发电技术得到了广泛的发展，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。

在实际的应用系统中，自然光的辐射强度及大气的透光率均处于动态变化中，为了在同样的日照强度和电池结温下获得尽可能多的电能，就存在着一个最大功率输出点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)的问题，传统光伏发电的MPPT控制的扰动法和电导增量法，采集信号量多，求解过程复杂。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种光伏发电的MPPT控制装置及方法，该装置包括：

DC/DC斩波电路2、逆变器3、MPPT采样电路6、MPPT计算模块7、PWM产生模块8和第一驱动电路9；

所述光伏电池板1、DC/DC斩波电路2、逆变器3和电网电压源5依次连接；

所述光伏电池板1还通过依次连接的所述MPPT采样电路6、MPPT计算模块7、PWM产生模块8和第一驱动电路9连接所述DC/DC斩波电路2。

本发明提供的第一优选实施例中：所述MTTP采样电路6对光伏电池板1的输出电压值进行实时采样；

所述MTTP计算模块7实时计算的值，一旦计算出的值大于0时，保存当前的输出电压值；

所述PWM产生模块8根据所述保存的电压值产生相应的PWM信号，把所述PWM信号传给所述第一驱动电路9；

所述第一驱动电路9触发所述DC/DC斩波电路2使其开通；

其中，k为电路的时间常数，Δt为光伏电池板1的输出电压的采样周期，i为采样点数，v(i+1)和v(i）分别为采样点为i+1和i时的输出电压采样值。

本发明提供的第二优选实施例中：设置电流为i(t)＝c·e^t/k，c为电流最大值；

所述MTTP计算模块7实时计算的值时，如果没有发生所述的值大于0的情况时，则判断电流减小到设定的最小电流I_min时触发所述DC/DC斩波电路2使其开通。

本发明提供的第三优选实施例中：所述装置还包括依次连接的电流电压采样电路14、锁相环13、电流电压双环控制12、产生并网PWM模块11和第二驱动电路10，以及连接在所述逆变器3和所述电网电压源5之间的滤波电感4；

所述电流电压采样电路14连接所述电网电压源5，所述第二驱动电路10连接所述逆变器3；

所述电流电压采样电路14采样所述电网电压源5的电流电压值并把该值传给所述锁相环13；

所述锁相环13对电流电压的相位进行跟踪；

电流电压双环控制12实现电流电压的解耦并通过产生并网PWM模块11产生PWM信号，由所述第二号驱动电路10产生所述逆变器3的触发信号，完成光伏发电的并网。

本发明提供的第四优选实施例提供一种光伏发电的MPPT控制方法，方法包括：

步骤1，设置采样周期，实时采样光伏电池板的电压值，开始信号发出时，关闭斩波电路，使其在采样周期内处于关闭状态；

步骤2，设置电压控制电流信号i(t)＝c·e^t/k，c为电流最大值，k为电路的时间常数；

步骤3，实时计算的值，一旦计算出的值大于0时，保存当前的输出电压值，触发所述斩波电路使其开通；

其中，Δt为光伏电池板1的输出电压的采样周期，i为采样点数，v(i+1)和v(i）分别为采样点为i+1和i时的输出电压采样值。

本发明提供的第五优选实施例中：所述步骤3中，如果所述实时计算的的值没有发生大于0的情况时，则判断电流减小到设定的最小电流I_min时触发所述斩波电路使其开通。