CN102736660A - 一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法 - Google Patents

一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102736660A
CN102736660A CN2012102233172A CN201210223317A CN102736660A CN 102736660 A CN102736660 A CN 102736660A CN 2012102233172 A CN2012102233172 A CN 2012102233172A CN 201210223317 A CN201210223317 A CN 201210223317A CN 102736660 A CN102736660 A CN 102736660A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dutycycle
delta
voltage
time digital
real
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012102233172A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102736660B (zh
Inventor
张京玲
谭国振
龙佳乐
何文丰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GUANGDONG ELX LIGHTING TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
GUANGDONG ELX LIGHTING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GUANGDONG ELX LIGHTING TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical GUANGDONG ELX LIGHTING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201210223317.2A priority Critical patent/CN102736660B/zh
Publication of CN102736660A publication Critical patent/CN102736660A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102736660B publication Critical patent/CN102736660B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本发明提供一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法，包括：获取最大功率参考点电压；获取太阳能电池的实时数字功率；根据实时数字功率大小确定实时数字直流电压的扰动方向，并根据是否成立以及实时数字直流电压的变化量调节占空比步长；根据驱动信号占空比调整实时数字直流电压，实现具有太阳能最大功率跟踪。发明具有输出效率较高、跟踪效果较好、成本较低的特点，可广泛应用于太阳能应用领域中。

Description

一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法
技术领域
本发明涉及太阳能跟踪技术，特别是涉及一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法。
背景技术
目前，在光伏发电***中最大功率点跟踪（MPPT,Maxi Power PointTracking）常用方法有恒压法（CVT,Cons tant Voltage Tracking）、扰动观察法（P＆O,Perturbation and Observation Algorithm），电导增量法（IncCond,Incremental Conductance Algorithm）等。申请号为200410101900.1、名称为“一种太阳能光伏发电最大功率***及控制方法”的中国专利采用恒压法实现太阳能光伏发电最大功率跟踪，即，采用太阳能光伏电池输出最大功率时工作电压与开路电压之间存在的近似比例关系进行最大功率点跟踪控制。申请号为200710150685.8、名称为“基于数字信号处理器的光伏发电最大功率跟踪控制装置”采用电导增量法实现，通过调整***工作电压使其逐渐接近最大功率点电压来实现最大功率点跟踪。扰动观察法根据光伏电池的功率-电压特性，由扰动端电压寻找最大功率点。
由此可见，在现有技术中，太阳能最大功率跟踪控制存在输出效率较低、跟踪精度较低、成本较高甚至跟踪失败等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种输出效率较高、跟踪精度较高、成本较低的具有太阳能最大功率跟踪的控制方法。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法，包括如下步骤：
步骤1、根据太阳能电池开路电压，获取最大功率参考点电压URF＝76%UOC；其中，UOC为太阳能电池开路电压。
步骤2、根据检测得到的太阳能电池的实时数字直流电压u(k)与实时数字直流电流i(k)，获取太阳能电池的实时数字功率P(k)；其中，k为自然数。
步骤3、比较P(k)>P(k-1)是否成立：若成立，则执行步骤4；若不成立，则执行步骤5。
步骤4、采用脉宽调制改变驱动信号占空比q(k)的方式，保持实时数字直流电压u(k)的扰动方向不变：保持驱动信号占空比q(k)为增加或减小；之后，执行步骤6。
步骤5、采用脉宽调制改变驱动信号占空比q(k)的方式，改变实时数字直流电压u(k)的扰动方向：将驱动信号占空比q(k)为增加的状态改变为驱动信号占空比q(k)为减小的状态；将驱动信号占空比q(k)为减小的状态改变为驱动信号占空比q(k)为增加的状态；之后，执行步骤6。
步骤6、判断
Figure BDA00001828037800021
是否成立：如果成立，则执行步骤7；如果不成立，则执行步骤8。
步骤7、根据实时数字直流电压u(k)的变化量Δu调节占空比步长Δq：当
Figure BDA00001828037800022
时，保持占空比步长Δq不变；当
Figure BDA00001828037800023
时，减小占空比步长Δq，且Δq=Δq-Δ；当
Figure BDA00001828037800024
时，增加占空比步长Δq，且Δq=Δq+Δ；其中，Δ为占空比步长Δq的变化量；之后，执行步骤9。
步骤8、根据实时数字直流电压u(k)的变化量Δu调节占空比步长Δq：当
Figure BDA00001828037800031
时，保持占空比步长Δq不变；当
Figure BDA00001828037800032
时，减小占空比步长Δq，且Δq=Δq-Δ；当
Figure BDA00001828037800033
时，增加占空比步长Δq，且Δq=Δq+Δ；之后，执行步骤9。
步骤9、根据占空比步长Δq确定的驱动信号占空比q(k)；根据驱动信号占空比q(k)调整实时数字直流电压u(k)，实现具有太阳能最大功率跟踪。
综上所述，本发明所述具有太阳能最大功率跟踪的控制方法以获取的太阳能最大功率参考点为基础；当太阳能电池的实时数字功率在增加时，采用脉宽调制改变驱动信号占空比的方式，保持实时数字直流电压的扰动方向不变；当太阳能电池的实时数字功率在减小时，采用脉宽调制改变驱动信号占空比的方式，改变实时数字直流电压的扰动方向；进一步，改变驱动信号占空比的方法是根据实时数字直流电压的变化量调节占空比步长来实现的：实时数字直流电压的变化量不同，占空比步长就不同。通过改变占空比步长来改变占空比，从而对实时数字直流电压进行实时调节，实现具有太阳能最大功率的跟踪。由于，本发明根据实时数字直流电压的变化量调整占空比步长，使得本发明具有输出效率较高、跟踪效果较好、成本较低的特点。
附图说明
图1为本发明所述具有太阳能最大功率跟踪的控制方法流程示意图;
图2为本发明中光伏电池的输出特性曲线示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
图1为本发明所述具有太阳能最大功率跟踪的控制方法流程示意图。如图1所示，本发明所述具有太阳能最大功率跟踪控制的方法，包括如下步骤：
步骤1、根据太阳能电池开路电压，获取最大功率参考点电压URF＝76%UOC；其中，UOC为太阳能电池开路电压。
步骤2、根据检测得到的太阳能电池的实时数字直流电压u(k)与实时数字直流电流i(k)，获取太阳能电池的实时数字功率P(k)；其中，k为自然数。
步骤3、比较P(k)>P(k-1)是否成立：若成立，则执行步骤4；若不成立，则执行步骤5。
步骤4、采用脉宽调制改变驱动信号占空比q(k)的方式，保持实时数字直流电压u(k)的扰动方向不变：保持驱动信号占空比q(k)为增加或减小；之后，执行步骤6。
这里，保持实时数字直流电压u(k)的扰动方向不变为：如果上一时刻实时数字直流电压u(k-1)是增加的，则采用脉宽调制改变驱动信号占空比q(k)的方式继续保持实时数字直流电压u(k)为增加；如果上一时刻实时数字直流电压u(k-1)是减小的，则采用脉宽调制改变驱动信号占空比q(k)的方式继续保持实时数字直流电压u(k)为减小。
步骤5、采用脉宽调制改变驱动信号占空比q(k)的方式，改变实时数字直流电压u(k)的扰动方向：将驱动信号占空比q(k)为增加的状态改变为驱动信号占空比q(k)为减小的状态；将驱动信号占空比q(k)为减小的状态改变为驱动信号占空比q(k)为增加的状态；之后，执行步骤6。
这里，改变实时数字直流电压u(k)的扰动方向为：如果上一时刻实时数字直流电压u(k-1)是增加的，则采用脉宽调制改变驱动信号占空比q(k)的方式减小实时数字直流电压u(k)；如果上一时刻实时数字直流电压u(k-1)是减小的，则采用脉宽调制改变驱动信号占空比q(k)的方式增加实时数字直流电压u(k)。
步骤6、判断
Figure BDA00001828037800051
是否成立：如果成立，则执行步骤7；如果不成立，则执行步骤8。
步骤7、根据实时数字直流电压u(k)的变化量Δu调节占空比步长Δq：当
Figure BDA00001828037800052
时，保持占空比步长Δq不变；当
Figure BDA00001828037800053
时，减小占空比步长Δq，且Δq=Δq-Δ；当
Figure BDA00001828037800054
时，增加占空比步长Δq，且Δq=Δq+Δ；其中，Δ为占空比步长Δq的变化量；之后，执行步骤9。
步骤8、根据实时数字直流电压u(k)的变化量Δu调节占空比步长Δq：当
Figure BDA00001828037800055
时，保持占空比步长Δq不变；当
Figure BDA00001828037800056
时，减小占空比步长Δq，且Δq=Δq-Δ；当时，增加占空比步长Δq，且Δq=Δq+Δ；之后，执行步骤9。
步骤9、根据占空比步长Δq确定的驱动信号占空比q(k)；根据驱动信号占空比q(k)调整实时数字直流电压u(k)，实现具有太阳能最大功率跟踪。
总之，本发明所述具有太阳能最大功率跟踪的控制方法首先获取太阳能电池的最大功率参考点；其次，当太阳能电池的实时数字功率在增加时，采用脉宽调制改变驱动信号占空比的方式，保持实时数字直流电压的扰动方向不变；当太阳能电池的实时数字功率在减小时，采用脉宽调制改变驱动信号占空比的方式，改变实时数字直流电压的扰动方向；进一步，改变驱动信号占空比的方法是根据实时数字直流电压的变化量调节占空比步长来实现的：实时数字直流电压的变化量不同，占空比步长就不同。通过改变占空比步长来改变占空比，从而对实时数字直流电压进行实时调节:即，增加驱动信号的占空比，可使实时数字直流电压增加；减小驱动信号的占空比，可使实时数字直流电压减小；从而，经过脉宽调制的实时数字直流电压能跟踪最大功率参考点电压，实现具有太阳能最大功率的跟踪。由于，本发明根据实时数字直流电压的变化量调整占空比步长，使得本发明具有输出效率较高、跟踪效果较好、成本较低的特点。
图2为本发明中光伏电池的输出特性曲线示意图。如图2所示，实际应用中，不同光照情况下，太阳能光伏电池的输出对应不同的特性曲线；太阳能光伏电池最大功率点的轨迹接近于光伏电池某一恒定电压处的功率轨迹。实际应用中，取开路电压UOC的76%作为太阳能光伏电池最大功率点处的电压。
本发明方法中，步骤1之前，还包括：
步骤a、设置占空比步长Δq的初始值为5%。
本发明方法中，步骤a之后，步骤1之前，还包括：
步骤b、预设最大占空比步长Δqmax与最小占空比步长Δqmin。
最大占空比步长Δqmax、最小占空比步长Δqmin可根据实际情况就行设计，比如，可选取最小占空比步长Δqmin为1%。
本发明方法中，占空比步长Δq的变化量Δ为最小占空比步长Δqmin。
实际应用中，步骤9之后，还包括：
步骤10、当具有太阳能最大功率的跟踪电压发生过压时，动信号占空比q(k)减小，且占空比步长Δq的变化量Δ为最大占空比步长Δqmax。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
步骤1、根据太阳能电池开路电压，获取最大功率参考点电压URF＝76%UOC；其中，UOC为太阳能电池开路电压；
步骤2、根据检测得到的太阳能电池的实时数字直流电压u(k)与实时数字直流电流i(k)，获取太阳能电池的实时数字功率P(k)；其中，k为自然数；
步骤3、比较P(k)>P(k-1)是否成立：若成立，则执行步骤4；若不成立，则执行步骤5；
步骤4、采用脉宽调制改变驱动信号占空比q(k)的方式，保持实时数字直流电压u(k)的扰动方向不变：保持驱动信号占空比q(k)为增加或减小；之后，执行步骤6
步骤5、采用脉宽调制改变驱动信号占空比q(k)的方式，改变实时数字直流电压u(k)的扰动方向：将驱动信号占空比q(k)为增加的状态改变为驱动信号占空比q(k)为减小的状态；将驱动信号占空比q(k)为减小的状态改变为驱动信号占空比q(k)为增加的状态；之后，执行步骤6；
步骤6、判断
Figure FDA00001828037700011
是否成立：如果成立，则执行步骤7；如果不成立，则执行步骤8；
步骤7、根据实时数字直流电压u(k)的变化量Δu调节占空比步长Δq：当
Figure FDA00001828037700012
时，保持占空比步长Δq不变；当
Figure FDA00001828037700013
时，减小占空比步长Δq，且Δq=Δq-Δ；当
Figure FDA00001828037700014
时，增加占空比步长Δq，且Δq=Δq+Δ；其中，Δ为占空比步长Δq的变化量；之后，执行步骤9；步骤8、根据实时数字直流电压u(k)的变化量Δu调节占空比步长Δq：当
Figure FDA00001828037700021
时，保持占空比步长Δq不变；当
Figure FDA00001828037700022
时，减小占空比步长Δq，且Δq=Δq-Δ；当
Figure FDA00001828037700023
时，增加占空比步长Δq，且Δq=Δq+Δ；之后，执行步骤9；
步骤9、根据占空比步长Δq确定的驱动信号占空比q(k)；根据驱动信号占空比q(k)调整实时数字直流电压u(k)，实现具有太阳能最大功率跟踪。
2.根据权利要求1所述的具有太阳能最大功率跟踪的控制方法，其特征在于，步骤1之前，还包括：
步骤a、设置占空比步长Δq的初始值为5%。
3.根据权利要求2所述的具有太阳能最大功率跟踪的控制方法，其特征在于，步骤a之后，步骤1之前，还包括：
步骤b、预设最大占空比步长Δqmax与最小占空比步长Δqmin。
4.根据权利要求3所述的具有太阳能最大功率跟踪的控制方法，其特征在于，占空比步长Δq的变化量Δ为最小占空比步长Δqmin。
5.根据权利要求3所述的具有太阳能最大功率跟踪的控制方法，其特征在于，步骤9之后，还包括：
步骤10、当具有太阳能最大功率的跟踪电压发生过压时，动信号占空比q(k)减小，且占空比步长Δq的变化量Δ为最大占空比步长Δqmax。
CN201210223317.2A 2012-06-29 2012-06-29 一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法 Active CN102736660B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210223317.2A CN102736660B (zh) 2012-06-29 2012-06-29 一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210223317.2A CN102736660B (zh) 2012-06-29 2012-06-29 一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102736660A true CN102736660A (zh) 2012-10-17
CN102736660B CN102736660B (zh) 2014-04-09

Family

ID=46992313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210223317.2A Active CN102736660B (zh) 2012-06-29 2012-06-29 一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102736660B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111435789A (zh) * 2019-12-27 2020-07-21 西华大学 一种基于新型小波包基分解的光伏平抑方法及其***

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004240552A (ja) * 2003-02-04 2004-08-26 Dowa Yukiko 太陽電池の最大電力点追尾方法及び装置
KR100757320B1 (ko) * 2006-05-09 2007-09-11 창원대학교 산학협력단 태양광 발전 시스템의 센스리스 엠피피티(ｍｐｐｔ)제어장치 및 그 방법
CN101635540A (zh) * 2009-08-18 2010-01-27 河海大学 一种光伏发电最大功率点跟踪装置及其跟踪方法
CN101873091A (zh) * 2010-07-12 2010-10-27 中电电气集团有限公司 一种太阳能双峰最大功率点的跟踪方法
CN102291050A (zh) * 2011-08-17 2011-12-21 华北电力大学（保定） 一种光伏发电***最大功率跟踪方法及装置
CN102314190A (zh) * 2011-05-04 2012-01-11 常州机电职业技术学院 独立光伏发电***用的最大功率点快速跟踪方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004240552A (ja) * 2003-02-04 2004-08-26 Dowa Yukiko 太陽電池の最大電力点追尾方法及び装置
KR100757320B1 (ko) * 2006-05-09 2007-09-11 창원대학교 산학협력단 태양광 발전 시스템의 센스리스 엠피피티(ｍｐｐｔ)제어장치 및 그 방법
CN101635540A (zh) * 2009-08-18 2010-01-27 河海大学 一种光伏发电最大功率点跟踪装置及其跟踪方法
CN101873091A (zh) * 2010-07-12 2010-10-27 中电电气集团有限公司 一种太阳能双峰最大功率点的跟踪方法
CN102314190A (zh) * 2011-05-04 2012-01-11 常州机电职业技术学院 独立光伏发电***用的最大功率点快速跟踪方法
CN102291050A (zh) * 2011-08-17 2011-12-21 华北电力大学（保定） 一种光伏发电***最大功率跟踪方法及装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111435789A (zh) * 2019-12-27 2020-07-21 西华大学 一种基于新型小波包基分解的光伏平抑方法及其***
CN111435789B (zh) * 2019-12-27 2023-07-14 西华大学 一种基于新型小波包基分解的光伏平抑方法及其***

Also Published As

Publication number Publication date
CN102736660B (zh) 2014-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102736661B (zh) 一种光伏***中的mppt控制方法
CN100426175C (zh) 光伏扬水***的混成最大功率点跟踪控制方法
CN101630171B (zh) 应用于光伏电池最大功率跟踪的分段自适应爬山法及***
CN103019294B (zh) 一种自适应扰动频率和步长的最大功率点跟踪方法
CN103123514B (zh) 光伏阵列多峰最大功率点跟踪方法
CN103488239A (zh) 一种光伏并网逆变器中的最大功率点跟踪方法
CN103092250A (zh) 部分阴影条件下光伏最大功率点跟踪的复合控制方法
CN103699170B (zh) 局部阴影下光伏发电***最大功率点跟踪方法
CN102136734B (zh) 一种光伏微型并网逆变器最大功率点跟踪方法
CN104104112B (zh) 用于两级拓扑结构的光伏并网逆变器的mppt控制方法
CN101877559A (zh) 光伏发电***最大功率点快速准确跟踪控制的复合控制方法
CN102611135A (zh) 一种开环与闭环相结合的mppt控制方法
CN104765400A (zh) 一种光伏发电***环境自适应式mppt方法及***
CN108614612A (zh) 太阳能光伏电池最大功率追踪方法和***
CN104571256B (zh) 一种考虑光照变化的光伏电源极值搜索方法
CN103197718B (zh) 太阳能光伏阵列的最大功率输出控制方法和***
CN104124705B (zh) 基于风电并网***稳定特性的风电暂态响应方案优化方法
CN102437794A (zh) 太阳能光伏mppt控制***
CN103513693B (zh) 基于单变量电流法光伏发电最大功率跟踪控制***的控制方法
CN102736660B (zh) 一种具有太阳能最大功率跟踪的控制方法
CN201450012U (zh) 应用于光伏电池最大功率跟踪的分段自适应爬山***
Ugale et al. Single phase AC drive for isolated solar photovoltaic water pumping system
CN103412609A (zh) 光伏并网逆变器的输出功率控制方法
CN102769987B (zh) 一种具有太阳能最大功率跟踪控制的无极灯***
CN106055018A (zh) 一种太阳能发电最大功率跟踪方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant