[发明专利]基于分时自适应MCT算法的DMPPT光伏发电模块

摘要

本发明公开了一种基于分时自适应MCT算法的DMPPT光伏发电模块，包括若干串联的集成光伏板，所述集成光伏板包括三个光伏晶元串和一个MPPT控制芯片，每个光伏晶元串连接一个Buck变换器，三个Buck变换器的输出端串联，并由所述MPPT控制芯片控制实现该集成光伏板的最大功率追踪。本发明可以保证无论在什么光照条件下，使用最少数目的控制芯片和传感器，使得所有光伏单元均输出各自的最大功率。相比于现有的光伏板级别的产品，该模块仅用一个电流传感器和控制芯片就能完全弥补光伏板内由失配问题造成的功率损失，有利于光伏优化器的进一步集成。

主权项

基于分时自适应MCT算法的DMPPT光伏发电模块，其特征在于，包括若干串联的集成光伏板，所述集成光伏板包括三个光伏晶元串和一个MPPT控制芯片，每个光伏晶元串连接一个Buck变换器，三个Buck变换器的输出端串联，并由所述MPPT控制芯片控制实现该集成光伏板的最大功率追踪；MPPT控制芯片采样集成光伏板中每个光伏晶元串的输出电压Vpv1，Vpv2，Vpv3和集成光伏板的总输出电流Io作为输入，经分时自适应MCT算法计算并输出三个参考电压信号Vref1，Vref2，Vref3；三个参考电压信号Vref和三个光伏晶元串输出电压Vpv经过电压外环生成一个参考电流信号，这个参考电流信号和总输出电流Io经过电流内环生成一个控制电压信号；该控制电压经脉宽调制器生成具有相应占空比的脉宽调制信号去控制Buck变换器的开关，使得光伏晶元串工作在该参考电压Vref处；MPPT控制芯片不断调整每个光伏晶元串的工作电压，最终保证每个Buck变换器输入端均工作在相应光伏晶元串当前的最大功率点处；采用时长自适应调节的使能信号来控制MCT的执行：使能信号初始值设为1，对光伏晶元串1进行MCT；当光伏晶元串1达到其最大功率点即总输出电流达到最大之后，使能信号立即变为0，对光伏晶元串2做MCT；当光伏晶元串2也达到其最大功率点，使能信号变为‑1，对光伏晶元串3做MCT；当三个光伏晶元串均达到各自的最大功率点之后，使能信号变为周期性信号，周期为3T，其值在1，0，‑1之间以时间间隔T变化；当外界环境发生突变时，此时使能信号转变为1，先对光伏晶元串1进行MCT，扰动光伏晶元串1的输出电压；直到该光伏晶1元串达到其最大功率点；之后使能信号会立即变到0，对光伏晶元串2做MCT，从而追踪到光伏晶元串2在变化的辐照度下的新的最大功率点，也即光伏板在变化的辐照度下的新的最大总输出电流；当三个光伏晶元串在环境突变后都工作在最大功率点后，使能信号变为周期性信号，周期为3T，其值在1，0，‑1之间以时间间隔T变化。