[发明专利]一种光伏系统基于电导增量法MPPT控制方法

说明书

本发明涉及到了光伏电池MPPT最大功率点追踪技术领域。本发明主要解决的是光伏电池在外部环境(温度、光照强度等)发生改变的时候，光伏电池的工作点随即发生变化，电池此时的输出功率不是最大，因此基于该情况下提出了一种基于电导增量法MPPT控制策略下的电路模型的方框图，如图1所示。模型主要包括以下几个方面：光伏电池阵列，电流检测电路，电压检测电路，MPPT控制模块，DC/DC转换电路，驱动电路，控制电路，充电器，蓄电池，过放电保护电路等。本发明具有实用性比较强，运用范围比较广，系统稳定性比较好，抗干扰能力比较强等优点。

技术领域

一种光伏系统基于电导增量法MPPT控制方法属于光伏太阳能系统领域，具体涉及到一种光伏系统基于电导增量法MPPT控制算法。

背景技术

影响光伏电池的输出功率有很多种因素，光照强度、负载、环境的温度等都会让它的输出改变。MPPT技术的目的就是让光伏电池的输出在各种条件下都能最大化，效率最高。我们知道，光伏电池的输出曲线表现为非线性的特点，受到环境的温度、光照强度的影响最为明显。无论光伏电池处在何种因素下，都会存在一个特定的最大功率点。除此之外，太阳能光伏电池的输出特性还受到外接负载的影响。从电路的知识中我们知道，当电池内部的等效阻抗与外部阻抗相匹配时，此时光伏电池的输出功率为最大，效率最高，负载的伏安特性曲线与光伏电池的最大功率点的曲线重合或接近重合。所以，为了提高光伏电池的输出效率，一个非常重要的方法就是实时改变系统的负载特性，换句话说就是改变光伏电池的工作点，使之在不同的环境温度和太阳光照射强度下都能够使光伏电池在功率最大点附近，这一过程就是最大功率点跟踪的过程(MPPT过程)。

为了在有限的条件下最大限度利用太阳能光伏电池，让它的输出功率最大化，发出更多的电能，采取的方法就是在太阳能光伏发电系统再加一个MPPT控制算法，来让负载阻抗与光伏发电系统的阻抗实现匹配。

综上可述，在光伏发电系统中，首先就是要实时检测光伏发电系统的输出功率，然后通过MPPT控制算法预测在当前状态下的最大功率点的位置，最后就是通过改变当前系统的阻抗或者电压、电流等参数来满足输出功率最大的要求。因此，不论外界的环境温度、光照的强度等因素如何变化，还是内部电池的温度变化使得输出功率变小，都会使得光伏电池一直运行在最大输出工作点，提高了整个系统的电能转换效率。

本发明确定光伏发电系统控制模块必须要考虑到以下几个问题：

(1)控制算法的难易程度

(2)系统稳态运行效率

(3)系统抗干扰能力

(4)动态的响应能力

电导增量控制法的原理与干扰扰动法的原理差不多，前者也采用了电压参考值设定变化的原理来进行最大功率点跟踪。因为此控制法在最大功率点的位置上电导的判据是趋近于0的，所以利用电导和瞬时电导可以有效地避免在最大功率点处附近振荡，左右摇摆，这样一来就改善了系统的稳定性能。

发明内容

本发明提供的是一种光伏系统基于电导增量法MPPT控制方法，它能够很快准确地让系统在最大功率点工作，不像干扰扰动法那样会在最大功率点附近来回摆动，而且在外界环境变化的时候，此方法也能很快地进行跟踪，系统的运行状态比较好。

本发明提供的是一种光伏系统基于电导增量法MPPT控制方法，通过以下技术方案来实现：

步骤1、首先根据光伏电池的外特性，建立模拟外界环境变化的光伏电池模型；

步骤2、选择升压型DC/DC变换器(Boost电路)。

步骤3、根据电导增量法的原理，建立电导增量法MPPT的流程图。

步骤4、搭建基于电导增量法MPPT光伏系统电路模型。

进一步的，步骤1具体包括以下几个步骤：