[发明专利]一种基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法

说明书

本发明公开了一种基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法，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；本发明的有益效果是通过光伏阵列仿真与模糊控制，使光伏阵列发电系统电路在光照强度极弱、电路串联电阻较小、电路自耗也很小的条件下启动发电，实现光伏发电系统“早起晚睡”，延长了光伏发电系统的发电时间，通过MPPT模糊控制算法使系统在峰值功率点运行，提高了光伏发电系统的发电量。

技术领域

本发明涉及光电发电领域，具体地说，涉及一种基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法。

背景技术

光伏阵列的功率输出与电压和电流呈非线性关系，但在确定的光照强度和温度条件下，光伏阵列输出存在一个最大功率点，这就需要采取动态控制在不同条件下进行最大功率点跟踪(Maximum powerpoint tracking简称：MPPT)。

MPPT控制，本质上是一个寻优过程，通过测量电压、电流和功率，比较它们之间的变化情况，决定当前工作点与峰值点的位置关系，然后控制电流(或电压)向当前工作点与峰值功率点移动，最后控制电流(或电压)在峰值功率点附近一定范围内来回摆动。传统的控制是在电导增量原理或扰动观测原理下的 PID(比例(proportion)、积分(integral)、微分(derivative))控制算法，PID控制存在跟踪精度低、速度慢、对外界扰动及参数摄动鲁棒性差等缺点，能量得不到高效利用。

模糊控制作为一种新的控制算法，适应性强，鲁棒性好，响应速度快，超调小，适合用于太阳能光伏发电这种包含不确定量，而且很难建立精确数学模的系统。采用模糊控制算法的MPPT控制方法，还能够控制光伏阵列发电系统电路在光照强度较弱、电路串联电阻较小、控制电路自耗降低的条件下启动发电，实现光伏发电系统“早起晚睡”，可延长了光伏发电系统的发电时间，提高光伏电系统的发电量。

发明内容

本发明正是为了解决上述技术问题而设计的一种基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

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；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PWM(脉冲宽度调制)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，实现对负载阻搞的控制，使负载阻抗最快接近电源内阻值；当负载阻抗与电源内阻值相等时，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。

所述基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法，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。。

所述基于光伏发电系统电阻匹配的MPPT控制方法，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。