[發(fā)明專利]一種基于溫度檢測(cè)的太陽(yáng)能受控變化時(shí)間引信控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210519720.X
• 申請(qǐng)日: 2012-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN103294103A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紅玲;張?jiān)?/a>;趙忠彪;張廣韜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 許昌學(xué)院電氣信息工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G05F1/67
• 分類號(hào): G05F1/67
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于溫度檢測(cè)的太陽(yáng)能受控變化時(shí)間引信控制方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能電池的光生伏特效應(yīng)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能并加以合理利用的發(fā)電方式，光伏電池的光生伏特效應(yīng)如圖1所示，光伏電池的兩極間有電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，接上負(fù)載(如燈泡)，在回路中就有電流流過(guò)。然而在實(shí)際應(yīng)用中，特別是在功率較大的應(yīng)用場(chǎng)合，光伏電池直接接負(fù)載并不可行，因?yàn)橐话闱闆r下，負(fù)載與電池(電源)不匹配，光伏電池?zé)o法將其最大的發(fā)電效能發(fā)揮出來(lái)，因此，光伏電池與負(fù)載之間通常要加一級(jí)電路，在實(shí)現(xiàn)DC/DC變換的同時(shí)實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤(MPPT)。MPPT控制方法有多種，如恒定電壓跟蹤(CVT)法、擾動(dòng)觀察法(P&O)、增量電導(dǎo)法、模糊邏輯控制法、遺傳算法等。

現(xiàn)有技術(shù)中有許多相關(guān)專利，如：

(1)基于CVT法的太陽(yáng)能最大效率跟蹤電路，申請(qǐng)?zhí)枮?00810052443。該發(fā)明專利采用的是CVT控制方法，它是首先假定溫度不變的情況下，根據(jù)輻射強(qiáng)度變化時(shí)光伏電池的最大功率點(diǎn)電壓基本恒定的原理，通過(guò)控制電路強(qiáng)制光伏電池的輸出電壓始終保持在事先給定的電壓上從而輸出一定的功率。該控制方法具有實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。該方法是在假定光伏電池溫度恒定前提下的一種方法，事實(shí)上，光伏電池在工作過(guò)程中，從早到晚、一年四季的溫度變化范圍很大，因此該方法受溫度等環(huán)境因素影響非常大，或者說(shuō)在工程應(yīng)用中這種方法存在很大缺點(diǎn)，其發(fā)電效率比擾動(dòng)觀察法等其他方法低。

(2)適應(yīng)天氣狀況的變電壓光伏系統(tǒng)最大功率跟蹤控制方法，申請(qǐng)?zhí)枮?00810033999。該方法通過(guò)采集光伏電池輸出的電壓、電流和光伏電池板的溫度三項(xiàng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行預(yù)定的算法進(jìn)行計(jì)算，從而確定最佳工作點(diǎn)電壓，并進(jìn)行溫度和照度補(bǔ)償。該方法考慮到溫度對(duì)光伏輸出功率的影響，但是，由于光伏電池復(fù)雜的特性，僅僅根據(jù)某時(shí)刻的電壓、電流和光伏電池板的溫度來(lái)計(jì)算其開路電壓和照度值，以及由此進(jìn)一步得到最佳工作電壓是極不精確的，因此存在很大缺陷。

(3)一種太陽(yáng)能光伏電池最大功率點(diǎn)追蹤的方法，申請(qǐng)?zhí)枮?00710098911。該方法根據(jù)光照強(qiáng)度值通過(guò)查表給出光伏電池給定工作電壓，并通過(guò)控制電路跟蹤。該方法考慮光照強(qiáng)度等環(huán)境因素等CVT控制法的影響，相比于傳統(tǒng)的CVT，其發(fā)電效率有所改善，但光照強(qiáng)度與溫度并非簡(jiǎn)單的單值函數(shù)關(guān)系，因此此方法不能有效克服環(huán)境溫度對(duì)光伏發(fā)電的影響。另外，該方法需采用控制芯片儲(chǔ)存不同日照強(qiáng)度下的太陽(yáng)能光伏電池給定電壓，較為復(fù)雜。

(4)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率追蹤方法及裝置，申請(qǐng)?zhí)枮?00310120548。該發(fā)明采用的是擾動(dòng)觀察法，需要采用單片機(jī)、DSP等為控制器，需要編程，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜，并且只能在最大功率點(diǎn)附近震蕩運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致部分功率損失，初始值及跟蹤步長(zhǎng)的給定對(duì)跟蹤精度和速度有較大影響。

(5)太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤裝置及其跟蹤的方法，申請(qǐng)?zhí)枮?00610026170。該發(fā)明采用的是擾動(dòng)觀察法，缺點(diǎn)同(4)。

(6)太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤裝置及其跟蹤的方法，申請(qǐng)?zhí)枮?00510103749。該發(fā)明采用的是遺傳算法，精度較高，效率較高，但電路需要采用數(shù)字微處理器，控制算法較復(fù)雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出能很好的實(shí)現(xiàn)光伏電池最大功率跟蹤，且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、成本低廉、實(shí)用性強(qiáng)的太陽(yáng)能受控變化時(shí)間引信控制方法。

為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于溫度檢測(cè)的太陽(yáng)能受控變化時(shí)間引信控制方法，該方法采用溫度傳感器檢測(cè)光伏電池溫度，測(cè)量光伏電池最大功率點(diǎn)電壓與溫度之間線性特性，根據(jù)實(shí)際測(cè)得的光伏電池最大功率點(diǎn)電壓與溫度之間線性特性設(shè)計(jì)出運(yùn)算電路，通過(guò)運(yùn)算電路計(jì)算出與任一光伏電池溫度對(duì)應(yīng)的最大功率點(diǎn)電壓值，把實(shí)時(shí)計(jì)算出的最大功率點(diǎn)電壓值作為電壓給定值，檢測(cè)光伏電池的輸出電壓并將該電壓與給定電壓進(jìn)行比較，由PI調(diào)節(jié)器和PWM控制器給出的脈沖信號(hào)調(diào)整DC/DC變換器的工作狀態(tài)，通過(guò)負(fù)反饋方式保證光伏電池始終工作于給定的工作點(diǎn)附近，實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤。

所述光伏電池最大功率點(diǎn)電壓與溫度之間線性特性是光伏電池輸出電壓隨著電池溫度的升高而降低。

所述DC/DC變換器采用Boost電路。

所述DC/DC變換器采用Buck電路。

所述DC/DC變換器采用Cuk電路。

所述溫度傳感器采用AD590。

所溫度傳感器采用LM35。