[发明专利]基于环境适应性自学习光伏最大功率点跟踪装置及方法

权利要求书

1.一种基于环境适应性自学习光伏最大功率点跟踪装置，其特征在于，包括：光伏阵列(1)、二极管(2)、超级电容(3)、可控开关(4)、调节电阻(5)、采集测量装置(6)、控制装置(7)；所述光伏阵列(1)、二极管(2)、超级电容(3)、可控开关(4)、调节电阻(5)依次相连；所述光伏阵列(1)发出的功率是目标控制对象；所述二极管(2)用于保护光伏阵列(1)；假设所述二极管(2)为理想二极管，则光伏阵列(1)两端电压V和超级电容(3)两端电压相等；所述采集测量装置(6)用于测量光伏阵列(1)干路电流I、光伏阵列(1)的两端电压V、光照强度Ir、光伏阵列表面温度T；所述控制装置(7)输出高低电平，控制可控开关(4)的开和断。

2.根据权利要求1所述的基于环境适应性自学习光伏最大功率点跟踪装置，其特征在于：所述调节电阻(5)的电阻值R满足：

R≦V²_M/P_MPP，

其中P_MPP为所有情况下的最大功率，V_M为P_MPP所对应的电压。

3.根据权利要求2所述的基于环境适应性自学习光伏最大功率点跟踪装置，其特征在于：所述超级电容(3)的电容量C满足：

IC=CdVdt,]]>

对所述二极管(2)、超级电容(3)和调节电阻(5)的公共节点由基尔霍夫定律得到：

I_C＝I-SI_R，

其中I为光伏阵列干路电流，I_R为流过调节电阻(5)的电流，I_C为流经超级电容(3)的电流，I_R＝V/R；S＝1,0分别对应可控开关断开和闭合。

4.根据权利要求2所述的基于环境适应性自学习光伏最大功率点跟踪装置，其特征在于：所述的控制装置(7)采用单片机。

5.一种基于权利要求1至4中任一项所述装置的光伏最大功率点跟踪方法，包括如下步骤：

第一步：初始化，设置辅助矩阵P_{M_TEMP}和V_{M_TEMP}，用来存储不同温度和光照度下PV板MPP，温度和光照度被控制装置(7)划分足够多份，所以认为其对应的相邻区间光照度和温度近似不变；

第二步：采集测量装置(6)采样Ir、T、I和V，控制装置(7)检测Ir和T落在相应的P_{M_TEMP}和V_{M_TEMP}，并计算P＝I*V；

第三步：判断P≧P_{M_TEMP}是否为真，为真，则执行第四步；否则，执行第五步；

第四步：把P和V的值分别赋值给相应的P_{M_TEMP}和V_{M_TEMP}，并保持可控开关状态不变；

第五步：判断P>P_{M_TEMP}是否为真，为真，则执行第六步，否则执行第七步；

第六步：闭合可控开关(4)，经过一个采样时间，返回第二步；

第七步：断开可控开关(4)，经过一个采样时间，返回第二步。

6.根据权利要求5所述的光伏最大功率点跟踪方法，其特征在于：所述第四步中P_{M_TEMP}和V_{M_TEMP}被赋值，认为光伏阵列(1)输出的功率在靠近最大功率，保持可控开关(4)状态不变，是保持这种靠近的趋势。

7.根据权利要求5所述的光伏最大功率点跟踪方法，其特征在于：所述第六步和第七步中闭合可控开关(4)和断开可控开关(4)，是使得光伏阵列(1)的输出电压V靠近V_{M_TEMP}，而V_{M_TEMP}是在靠近V_M，所以最终V靠近V_M，其中P_MPP为所有情况下的最大功率，V_M为P_MPP所对应的电压。