[发明专利]适合光伏组件串联系统的MPPT控制器

说明书

一种适合光伏组件串联系统的MPPT控制器，包括电流/电压检测和处理模块、串联MPP曲线族寄存器、交点寄存器、MPPg寄存器和子控制器1至子控制器3。为应对无阴影、静态阴影和动态阴影等工况，所述控制器会先寻找光伏组件串联系统输出V‑I曲线与串联MPP曲线族的交点，再从各交点中挑选出最佳交点(即具有最大功率的交点)，最后在最佳交点的基础上找到光伏组件串联系统的全局最大功率点MPPg。本发明具有准确而快速的全局最大功率点跟踪能力。

技术领域

本发明涉及一种最大功率点跟踪(MPPT)控制器，尤其是一种适合光伏组件串联系统的MPPT控制器，在无阴影、静态阴影和动态阴影条件下均具有全局最大功率点跟踪的能力。

背景技术

当采用串联形式时，光伏组件可实现扩压。当遮阴情况不同时，同一个光伏组件串联系统的最大功率点会呈现出不同的分布情况。即，无阴影、静态阴影和动态阴影条件下光伏组件串联系统的最大功率点是不同的。而且，在静态和动态阴影条件下，光伏组件串联系统的输出P-I(即功率-电流)曲线呈现出多峰值，光伏组件串联系统的输出V-I(即电压-电流)曲线呈现出多单调区域，局部最大功率点的存在会增加对全局最大功率点跟踪的难度。

为了最大可能地获取光伏组件串联系统的电能，现有的MPPT控制方法包括扰动观察法、电导增量法、模拟退火法、大数据统计算法等。其中，扰动观察法和电导增量法容易陷入局部最大功率点而偏离全局最大功率点；而模拟退火法和大数据统计法则无法百分百地锁定全局最大功率点，存在找到次大功率点的可能性。

为了提高准确性同时实现快速性，MPPT控制方法还需要进一步改进。

发明内容

为克服现有MPPT控制方法易陷入局部最大功率点或存在找到次大功率点可能性的缺陷，本发明提出一种适合光伏组件串联系统的MPPT控制器，可协助DC/DC变换器快速而准确地锁定光伏组件串联系统的全局最大功率点，尽最大能力地将光伏组件串联系统的电能传送至直流母线供负载使用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适合光伏组件串联系统的MPPT控制器，包括电流/电压检测和处理模块、串联MPP曲线族寄存器、交点寄存器、MPPg寄存器和子控制器1至子控制器3；

所述电流/电压检测和处理模块检测光伏组件串联系统的输出电流iin和输出电压vin，并将它们转换成数字信号Iin(k)和Vin(k)，k为整数；

所述串联MPP曲线族寄存器内部存储有n个光伏组件串联MPP曲线函数Vref1＝fref(Iin)至Vrefn＝n×fref(Iin)，n为光伏组件串联系统中光伏组件的个数，Iin为函数输入变量，Vref1至Vrefn为函数输出变量，fref()为包含不同光照条件下单个光伏组件最大功率点MPP信息的函数，所述n个光伏组件串联MPP曲线函数与n条光伏组件串联MPP曲线对应，所述n条光伏组件串联MPP曲线与光伏组件串联系统输出V-I曲线存在n个交点，分别为Cross1至Crossn；

所述交点寄存器内部存储有n个交点Cross1至Crossn的电流值Iin_Cross1至Iin_Crossn和电压值Vin_Cross1至Vin_Crossn；

所述MPPg寄存器内部存储有全局最大功率点MPPg的电流值Iin_MPPg和电压值Vin_MPPg，还存储有与全局最大功率点MPPg对应的DC/DC变换器中电子开关的工作状态，例如：开关频率f_MPPg、占空比D_MPPg、导通时间、关断时间、电流参考值及滞环宽度等；

所述电流/电压检测和处理模块、串联MPP曲线族寄存器、交点寄存器、MPPg寄存器、子控制器1至子控制器3之间存在信息交互；