[发明专利]一种光伏最大功率跟踪控制的装置及方法

说明书

本发明提供一种光伏最大功率跟踪控制的装置，包括：采集模块，用于通过传感器采集影响光伏组件工作的环境参数；光伏数据库，接收采集到的环境参数，并且根据所述环境参数在所述光伏数据库中进行数据匹配以获取所述光伏组件的工作参数和最大功率点；以及控制器，保持所述光伏组件在所述获取的工作参数和最大功率点下工作。本发明还提供了一种光伏最大功率跟踪控制的方法。本发明的方案不需要利用大步长确定全局光伏最大功率点，提高系统速度，在外界环境变化时，数据库快速定位新状态，快速稳定更新光伏最大功率点，减小系统震荡。

技术领域

本发明涉及光伏发电控制领域，更具体地涉及一种光伏最大功率跟踪控制的装置及方法。

背景技术

近年来，随着能源的逐渐枯竭，空气质量的不断下降，人们将目光转移到了太阳能、风能、水能等清洁可再生能源上，因此光伏技术得到了飞速的发展。光伏阵列(光伏组件或光伏板)的输出特性会随着外界环境条件的改变而变化，为了得到较高的光电转化效率，通过改变光伏阵列所带的等效负载，调节光伏阵列的工作点，使得光伏阵列始终工作在最大功率点附近，这就需要对光伏阵列进行最大功率点跟踪(MPPT，maximum power pointtracking)控制，因此，实现MPPT的控制方法成为了近年的研究热点。

目前，实现MPPT控制的方法有恒定电压法、功率反馈法、扰动观察法、电导增量法、模糊控制法、人工神经网络法、智能控制法等，但是这些方法不能同时实现系统前期快速定位全局最大功率点(MPP，maximum power point)和后期系统稳定运行的双重优化效果。因此，在本发明中提出一种基于数据统计的光伏最大功率点跟踪的控制方法，不仅能够实现系统全局MPP快速定位，还能在环境改变时快速定位局部MPP，使系统具有高稳定性。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术中的相关问题。本发明一方面一种光伏最大功率跟踪控制的装置，另一方面提供了一种光伏最大功率跟踪控制的方法。通过本发明提供的方案，不需要利用大步长确定全局MPP，提高系统速度；此外，在外界环境因素变化时，本发明中的光伏数据库能够快速定位新状态，快速稳定更新MPP。

本发明第一方面提供一种光伏最大功率跟踪控制的方法，包括：通过传感器采集影响光伏组件工作的环境参数；将采集到的环境参数输入到光伏数据库，并且根据所述环境参数在所述光伏数据库中进行数据匹配以获取所述光伏组件的工作参数和最大功率点；以及保持所述光伏组件在所述获取的工作参数和最大功率点下工作。

根据本发明的一个实施方式，其中所述环境参数至少包括光照强度和温度，所述工作参数至少包括光伏组件的输出电压和电流。

根据本发明的一个实施方式，当所述环境参数实时发生变化时，所述传感器将变化后的环境参数输入到所述光伏数据库，所述光伏数据库根据变化后的环境参数重新获取所述光伏组件的工作参数和最大功率点，并对数据库中的相关数据进行更新。

根据本发明的一个实施方式，所述光伏数据库包括数据采集模块，用于对所述光伏组件的静态数据和动态信息进行采集，所述静态数据为所述传感器采集到的环境参数的数据类型，所述动态数据为每时刻下静态数据对应的数值量，其中所述数值量至少包括光伏组件的电压、电流和功率。

根据本发明的一个实施方式，所述光伏数据库还包括：数据存储模块，用于对数据采集模块采集到的数据进行存放；数据ETL，将存放的数据进行抽取，转换和加载；数据预处理模块，将数据ETL输出的数据送入数据仓库，进行数据预处理；数据挖掘模块，对数据类型的归类并将数据线性拟合以避免存入波动较大的数据；数据应用模块，将数据挖掘模块处理后的数据以图表的方式进行输出以便于根据所述环境参数进行查找和数据匹配。

根据本发明的一个实施方式，其中，当所述环境参数变化是由于光伏组件被遮挡或太阳被遮挡引起时，所述光伏组件的面积与工作参数和最大功率点为正相关关系，其中正相关关系的参数k＝光伏组件遮挡后面积/光伏组件原面积。