[发明专利]基于P-U曲率特性的光伏最大功率跟踪系统及方法

权利要求书

1.一种基于P-U曲率特性的光伏最大功率跟踪系统，其特征在于：该系统包括光伏电池、Boost升压电路、电压电流采样电路、曲率计算模块以及占空比调整模块，其中，该光伏电池连接至该Boost升压电路的输入端，该电压电流采样电路连接该Boost升压电路的输出端，对输出电压和电流进行实时采样和量化并传送给曲率计算模块计算P-U曲线的曲率，该占空比调整模块根据曲率变化和该光伏电池输出电压变化的方向对该Boost升压电路的占空比进行实时调整，经过调整的占空比被送至该Boost升压电路的控制端控制该光伏电池的输出电压向功率输出最大方向调整。

2.如权利要求1所述的一种基于P-U曲率特性的光伏最大功率跟踪系统，其特征在于：该Boost升压电路包括一电感、一MOS管、一二极管以及一滤波电容，该光伏电池连接至该电感之一端，该电感连接该MOS管的漏极和该二极管的阳极，该MOS管的源极接地，该二极管的阴极接该滤波电容和负载，该MOS管的栅极接占空比可调的控制信号。

3.一种基于P-U曲率特性的光伏最大功率跟踪方法，包括如下步骤：

步骤一，实时采样光伏电池板的输出电压和电流；

步骤二，实时计算该光伏电池板输出的P-U曲线对应的曲率变化；

步骤三，根据曲率变化的方向和光伏电池板输出电压变化的方向确定下一步Boost升压电路的占空比变化方向；

步骤四，将经过调整的占空比被送至该Boost升压电路以控制该光伏电池板的输出电压向功率输出最大方向调整。

4.如权利要求3所述的一种基于P-U曲率特性的光伏最大功率跟踪方法，其特征在于，于步骤三中，该Boost升压电路占空比变化的方向分为以下几种情况：

(1)当V(k)＞V(k-1)且K(k)＞K(k-1)，

(2)当V(k)＞V(k-1)且K(k)＜K(k-1)，

(3)当V(k)＜V(k-1)且K(k)＞K(k-1)，

(4)当V(k)＜V(k-1)且K(k)＜K(k-1)，

(5)当|K(k)-K(k-1)|＜ε，Δd＝0，

其中，V(k)为k时刻该光伏电池板的输出电压，A是一个固定的系数，K(k)是曲线的k时刻的实时曲率，Δd为该Boost升压电路的占空比扰动量。

5.如权利要求4所述的一种基于P-U曲率特性的光伏最大功率跟踪方法，其特征在于：于步骤二中，首先检测该光伏电池板k-3时刻的开路电压U_pv(k-3)和电流I_pv(k-3)，再给该Boost升压电路一个小的占空比信号d；然后检测该光伏电池板k-2时刻的电压U_pv(k-2)和电流I_pv(k-2)，在此之后再给Boost升压电路增加占空比使得d＝d+Δd，再检测该光伏电池板k-1时刻的电压U_pv(k-1)，电流I_pv(k-1)，通过k-3、k-2、k-1三点的电压电流，确定k-1点处的曲率。