[發明專利]一種基于PV模塊的多諧振蕩式MPP自動跟蹤方法

有效

• 申請號: 201210096912.4
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102622036A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 張懋;張衛平;毛鵬;張曉強;劉元超;趙徐森
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

技術領域

本發明涉及電器技術領域，尤其涉及一種基于PV模塊的多諧振蕩式MPP自動跟蹤方法。

背景技術

目前，在現有技術中，多諧振蕩式跟蹤MPPT(MPPT，maximum?power?point?tracker)的主要方案有：定電壓跟蹤法、擾動觀察法，電導增量法等。定電壓跟蹤法的基本假設是在忽略溫度和環境影響的條件下，MP(maximum?power)點所對應電壓近似等于一個常數，該常數約等于0.79倍的開路電壓。所以使用開路電壓的數值可以直接獲取MP點對應的電壓，該定電壓跟蹤法的缺點在于忽略了溫度和環境的影響，使得精度較差，工業界難以接受。

擾動觀察法的基本原理是每隔一定的時間間隔，增加或減少模塊的輸出電壓，并觀察變動后的功率變化方向確定下一步控制信號是增加或減少輸出功率，這種方案簡單易行，但相應速度太慢且會在MP點出現振蕩；電導增量法的基本原理是基于在MP點功率對電壓的導數等于零得出如下結論，在MP點，PV模塊輸出電導的變化率等于直流輸出電導的負值，因此電導增量法是通過比較電導的變化率與直流電導來改變控制信號的，其缺點是對硬件的要求特別是傳感器的要求比較苛刻，難以在現場使用。

從上述現有技術的方案中可知，現有技術方案中的多諧振蕩式MPP自動跟蹤方法實現成本高、精度低，且對硬件要求高，難以在現場使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于PV模塊的多諧振蕩式MPP自動跟蹤方法，該方法使用通用的中規模集成IC實現，成本低廉，并具有高效、可靠和簡單的特點。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種基于PV模塊的多諧振蕩式MPP自動跟蹤方法，所述方法包括：

將光伏模塊PV的電壓-電流v-i特性劃分為三個工作區，分別為恒壓區、最大輸出功率區和恒流區，其中：所述恒壓區的電流變化率遠大于電壓的變化率；所述最大輸出功率區的電流和電壓的變化率近似相等，并定義穩態工作系數；所述恒流區的電壓變化率遠大于電流的變化率；

基于所述穩態工作系數建立穩態工作電路，通過所述穩態工作電路實現光照度穩定情況下的多諧振蕩式MPP自動跟蹤，以及光照度緩慢變化過程下的MPP自動跟蹤。

所述方法包括：

基于所述恒壓區的電流和電壓變化規律，實現啟動過程的MPP自動跟蹤，并實現了由所述恒壓區到所述最大輸出功率區的自動過渡，其中所述啟動過程分為大步長和變步長啟動。

所述方法還包括：

通過所述穩態工作電路實現光照度增強情況下的MPP跟蹤技術，所述光照度增強情況具體包含光照度突增和光照度緩增兩種情況，所述光照度突增等價為啟動過程，所述光照度緩增等價為穩態加擾動過程。

所述方法還包括，

通過所述穩態工作電路實現光照度減弱情況下的MPP跟蹤技術，所述光照度減弱情況包含光照度突減和光照度緩減兩種情況。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，首先將PV模塊的電壓-電流v-i特性劃分為三個工作區，分別為恒壓區、最大輸出功率區和恒流區，其中：所述恒壓區的電流變化率遠大于電壓的變化率；所述最大輸出功率區的電流和電壓的變化率近似相等，并定義穩態工作系數；所述恒流區的電壓變化率遠大于電流的變化率；基于所述穩態工作系數建立穩態工作電路及其圖解法，通過所述穩態工作電路實現光照度穩定情況下的多諧振蕩式MPP自動跟蹤，以及光照度緩慢變化過程下的MPP自動跟蹤。該方法使用通用的中規模集成IC實現，成本低廉，并具有高效、可靠和簡單的特點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例所述PV模塊的v-i特性曲線示意圖；

圖2為本發明實施例所述針對PV模塊的電路結構圖；

圖3為本發明實施例所述針對PV模塊的的圖解法示意圖；

圖4為本發明實施例所述穩態工作的電路原理示意圖；

圖5為本發明實施例所述啟動過程的電路示意圖；

圖6為本發明實施例所述大步長啟動過程工作原理波形示意圖；

圖7為本發明實施例所述日光照度突增工況自動跟蹤MPP的原理圖解法示意圖；

圖8為本發明實施例所述光照緩增工況MPP自動跟蹤原理圖解示意圖；