[發明專利]應用于光伏電池最大功率跟蹤的分段自適應爬山法及系統

無效

• 申請號: 200910041687.2
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN101630171A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 康龍云;王新運;朱洪波;鐘長藝;孫靜
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李衛東;黃 磊

1.應用于光伏電池最大功率跟蹤的分段自適應爬山法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)初始化系統，設定初始變量，包括常數M、常數e₁、常數e₂、slope＝+1和V_max；同時將光伏電池的輸出功率分成大步長逼近區、自適應爬山區和最大功率區；其中，V_max為系統輸出電壓的最大值；

(2)測量光伏電池在k時刻輸出的電壓值V_k和電流值I_k并通過信號調理電路送至系統中微處理器的A/D轉換模塊，然后功率計算模塊根據公式P＝V×I計算k時刻的功率值P_k，再根據公式|ΔP|＝|P_k-P_(k-1)|計算出k時刻和(k-1)時刻的功率變化值|ΔP|；

(3)微處理器的分析比較模塊將|ΔP|與e₁進行比較，若|ΔP|≤e₁，則此時光伏電池的輸出功率在其最大功率區內，最大功率區處理模塊通過PWM端口輸出信號，系統返回步驟(2)進行下一時刻的功率變化值測量和計算；若|ΔP|＞e₁，則此時光伏電池的輸出功率在其自適應爬山區或大步長逼近區，系統進入步驟(4)繼續計算；

(4)將|ΔP/a_(k-1)|與e₂進行比較，若|ΔP/a_(k-1)|≤e₂，則此時光伏電池的輸出功率在其自適應爬山區，自適應爬山區處理模塊通過PWM端口輸出信號，系統進入步驟(5)進行自適應爬山區占空比的調節；若|ΔP/a_(k-1)|＞e₂，則此時光伏電池的輸出功率在其大步長逼近區，大步長逼近區處理模塊通過PWM端口輸出信號，系統進入步驟(6)進行大步長逼近區占空比的調節；

其中，所述a_(k-1)為(k-1)時刻占空比D_(k-1)的調整步長，通過以下公式進行自動在線調整

a_(k+1)＝M|ΔP|/a_(k)；

式中，a_(k)為k時刻占空比D_k的調整步長，0＜a_(k)≤1；ΔP為光伏電池在相鄰兩時刻的功率變化值；M為常數；

(5)判斷ΔP是否大于0，若ΔP＞0，則slope＝+1；若ΔP＜0，則slope＝-1；然后改變占空比D_k，得到(k+1)時刻的占空比D_(k+1)并經過隔離/驅動電路送至DC/DC變換器，最后返回步驟(2)進行下一時刻的功率變化值測量和計算；

其中，占空比D_(k+1)通過公式

D_(k+1)＝D_k+α_(k)·slope

計算得到；

(6)判斷V_k與V_max的大小關系，若V_k＞V_max，則slope＝-1；若V_k＜V_max，則slope＝+1；然后改變占空比D_k，得到(k+1)時刻的占空比D_(k+1)并經過隔離/驅動電路送至DC/DC變換器，最后返回步驟(2)進行下一時刻的功率變化值測量和計算；

其中，占空比D_(k+1)通過公式

D_(k+1)＝D_k+α_(k)·slope

計算得到；

(7)重復步驟(2)至步驟(6)，直至跟蹤到光伏電池的最大輸出功率。

2.根據權利要求1所述應用于光伏電池最大功率跟蹤的分段自適應爬山法，其特征在于，步驟(2)中所述電壓值V_k通過系統中的電壓檢測模塊測量得到，所述電流值I_k通過系統中的電流檢測模塊測量得到。