[发明专利]一种测试太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪算法性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种最大功率点跟踪算法性能的测试方法，属于太阳能光伏发电技术领域。

背景技术

太阳能光伏发电系统中，在环境温度等固定的情况下，某个光电池的发电功率主要取决于当前的光照强度。但是光电池的实际输出功率等于其输出电流与输出电压的乘积，在大多数情况下并不等于光电池的发电功率。光电池的电压-电流输出特性决定其存在输出功率最大点。为了最大效率地获取光电池所产生的能量，具有DC-DC变换器，如Buck降压变换器，充电控制器采用最大功率点跟踪算法，改变Buck电路的脉宽调制(PWM)信号的占空比，从而调节光电池的输出电压及输出电流，使其输出的功率达到最大点。

现有对具有最大功率点跟踪功能的充电控制器中最大功率点跟踪算法性能的测试方法是将算法编程烧写到充电控制器中，然后采用程控电源，如瑞士Regatron研制的TopCon系列，模拟光电池输出特性。但是程控电源的价格较高，测试过程中要消耗大量的能源，总体测试效率较低，增加了产品的开发成本和周期。

最大功率点跟踪算法在性能上主要有跟踪速度和稳态性能两方面。现有方法在稳态性能测试方面能够给出准确的功率差值结果，但在跟踪速度测试方面由于程控电源只显示功率曲线需要工作人员自行从功率曲线上读取达到稳定时的跟踪时间，因此测试过程较为复杂且存在较大误差。

发明内容

本发明针对上述背景技术中的不足，本发明提供了一种针对太阳能光伏发电系统中具有最大功率点跟踪功能的充电控制器中最大功率点跟踪算法性能的测试方法。该装置根据PWM信号模拟出光电池的输出电压和输出电流，将采集所得输出电压与输出电流数据传送给最大功率点跟踪算法进行PWM信号占空比调节，该装置通过记录跟踪时间及算法所得PWM信号占空比数值与装置设定值的差值衡量最大功率点跟踪算法性能。

一种测试太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪算法性能的方法，其特征在于：该方法包括：将被测算法输出脉宽调制(PWM)信号的占空比d大小正比例转化为直流电压信号U_PWM的PWM信号转换单元；将U_PWM变换为模拟光电池输出电流信号U_C的电流信号转换单元；将U_PWM变换为模拟光电池电压信号U_V的电压信号转换单元；控制单元，该单元调用并执行被测算法，采集U_C及U_V并传送给被测试的最大功率点跟踪算法使其调节PWM信号占空比，并将PWM信号经过驱动电路输出到PWM信号转换单元，通过调节电压信号转换单元的放大倍数K_V来改变U_V；控制单元检测被测算法调节PWM信号占空比到达稳定后的占空比数值d，并与理论占空比进行比较，得到最大功率点跟踪算法的跟踪精度；控制单元通过记录被测算法在K_V数值变化时占空比到达新的稳定状态所需的时间，获得最大功率点跟踪算法的跟踪速度。

所述的将被测算法输出的PWM信号转化为直流电压信号U_PWM的PWM信号转换单元，其输出电压U_PWM＝dV_A，V_A为固定电压，d是将被测算法输出的PWM的占空比，d的取值范围为0-1。

所述电流信号转换单元由两个反相放大电路组成，该单元的输入信号为U_PWM，总的放大倍数为K_C，输出信号U_C＝K_C*U_PWM。

所述电压信号转换单元由一个同相放大电路、一个电压跟随器和一个反相放大电路组成，反相放大倍数K_V由控制单元的放大倍数调整信号进行控制，该单元的输入信号为U_PWM，输出信号U_V＝V_A-K_VU_PWM，V_A为所述的固定电压值。

所述控制单元包含执行算法的微处理器，微处理器采集U_C、U_V两路信号，并传送至被测试的最大功率点跟踪算法，将被测算法输出的占空比可变的PWM信号通过驱动再传送至U_PWM的转换单元。