[发明专利]一种基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法

权利要求书

1.一种基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法，包括光伏发电系统、模糊MPPT控制器、电压采样、电流采样、驱动和Boost升压电路；其特征在于：所述电压采样和电流采样电路与光伏阵列输出端相连，所述模糊MPPT控制器通过电压采样和电流采样电路对光伏阵列发电过程中的电压值和电流值进行实时采样，再经过模糊MPPT控制器上MPPT模糊控制算法的计算和处理产生的PWM控制信号，PWM控制信号控制Boost升压电路工作，调节直流斩波电路的占空比，实现对负载阻抗匹配的控制，使光伏发电系统电路内阻与负载阻抗最快匹配；当负载阻抗与电源内阻值相等匹配时，负载可以获取最大功率，光伏电池工作在最大功率点，从而实现最大功率跟踪控制。

2.根据权利要求1所述的基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法，其特征在于：所述Boost升压电路为一极驱动电路构成的升压电路，包括开关管Q、电容C、电感L和二极管VD组成，模糊MPPT控制器通过驱动电路与开关管Q的基极相连，实现光伏阵列输出电压在范围200V-1000V区间内，模糊MPPT控制器控制发电系统正常工作，确保光伏发电系统在最大功率附近输出。

3.根据权利要求1所述的基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法，其特征在于：所述Boost升压电路为二极驱动电路构成的升压电路，包括开关管Q1和Q2，电容C1、C2、C3和C4，电感L1和L2，二极管VD1和VD2组成；其中开关管Q1发射极与开关管Q2集电极串连，模糊MPPT控制器通过驱动电路分别与开关管Q1与开关管Q2的基极相连，实现光伏阵列输出电压在范围200V-1000V区间内，模糊MPPT控制器控制发电系统正常工作，确保光伏发电系统在最大功率附近输出。

4.根据权利要求1所述的基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法，其特征在于：所述模糊MPPT控制器为一台安装了MPPT模糊控制算法的工控机。

5.根据权利要求1或5所述的基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法，其特征在于：所述MPPT模糊控制算法是一个不断测量和不断调整以达到最优的过程，在运行过程中不断改变可控参数的整定值，使得当前工作点逐渐向峰值功率点靠近，使光伏系统在峰值功率点运行；所述可控参数是输入变量偏差E和输入变量偏差变化率A。

6.根据权利要求5所述的基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法，其特征在于：所述输入变量偏差E和所述输入变量偏差变化率A；输入上次步长量A(n-1)；输出步长量A(n)；将语言变量E和A分别定义为8个和6个模糊子集，即：

E＝{NB，NM，NS，N0，P0，PS，PM，PB)

A＝{NB，NM，NS，PS，PM，PB}

式中：NB，NM，NS，N0，P0，PS，PM，PB分别表示负大、负中、负零、正零、正小、正中、正大等模糊概念，并且它们的论域规定为14个和12个等级，即：

E＝{-6，-5，-4，-3，-2，-1，-0，+0，+1，+2，+3，+4，+5，+6)

A＝{-6，-5，-4，-3，-2，-1，+1，+2，+3，+4，+5，+6}

所述模糊自寻优控制器中e(n)表示第n时刻与第n-1时刻输出功率之差的实际值；E(n)表示这个差值对应于模糊集论域中的值；a(n)表示第n时刻步长的实际值；A(n)表示这个步长值对应于模糊集论域中的值；K_e、K_a分别为量化因子；

通过对光伏电池输出P与占空比D之间的特性曲线分析，并且考虑到外界环境因素对光伏电池输出功率的影响，对实际仿真结果进行调整得到的最终控制规则；

所述模糊逻辑控制器采用重心法计算，其计算式为：

式中：u(Ai)为第i个模糊输出量的隶属度；A为第i个模糊输出量。

7.根据权利要求6所述的基于光伏发电系统属性匹配的MPPT控制方法，其特征在于：所述第n时刻与第n-1时刻的时间间隔为1到1000微秒之间的整数值。