[發明專利]MPPT控制器、功率跟蹤裝置、光伏發電及儲能系統

有效

• 申請號: 201310487417.0
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103529899A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 陳高;曾建友;陳鑫
• 申請（專利權）人: 深圳市禾望電氣有限公司
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及太陽能發電技術領域，更具體地說，涉及一種MPPT控制器、功率跟蹤裝置、光伏發電及儲能系統。

背景技術

隨著光伏并網發電系統規模的日益擴大，現在的國內最大的光伏電站裝機容量已經達到100MW，占地面積達到200多公頃。

光伏并網發電系統由光伏電池、光伏逆變器等部分組成。光伏電池的輸出是一種非線性的直流電源，它的P-V曲線是非線性的。當光伏電池的工作電壓發生改變時，其輸出功率也會變化。為了提高光伏并網發電系統的能量轉換效率，需采用最大功率點跟蹤（Max?Power?Point?Tracking，MPPT）技術尋找光伏電池的最大功率點，以實現最大限度輸出功率。

采用MPPT技術時，當光伏電池的安裝仰角差異以及局部陰影遮擋使得在同一時刻局部光伏電池的光照條件不一致時，會導致跟蹤獲得的功率曲線不一致。如圖1所示的兩條不一致的功率曲線，相加后的總功率曲線會出現如圖2所示的兩個最大功率點Pmax1和Pmax2。顯然Pmax1>Pmax2，若將Pmax2作出輸出功率，則將會造成較大的總功率損失。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的MPPT技術在光伏電池的安裝仰角差異以及局部陰影遮擋使得在同一時刻局部光伏電池的光照條件不一致時，會造成總功率損失的缺陷，提供一種MPPT控制器、功率跟蹤裝置、光伏發電及儲能系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種功率跟蹤裝置，包括匯流及防雷電路、DC輸出接口、主控制單元和MPPT控制器；

所述匯流及防雷電路設有光伏電池組串輸入端口，用于與光伏電池組串連接，并對輸入進行保護；

所述MPPT控制器的輸入端和輸出端分別與所述匯流及防雷電路和DC輸出接口連接；

所述MPPT控制器包括第一濾波電容、第二濾波電容、第一Boost單元、第二Boost單元；所述第一Boost單元和第二Boost單元均包括兩個輸入端、兩個輸出端以及一控制輸入端；

其中，第一濾波電容連接在第一Boost單元的第一輸入端和第二輸入端之間；第二Boost單元的第一輸入端連接第一Boost單元的第一輸入端及第一濾波電容的一端；第二Boost單元的第二輸入端連接第一Boost單元的第二輸入端及第一濾波電容的另一端；第二濾波電容連接在第一Boost單元的第一輸出端和第二輸出端之間；第二Boost單元的第一輸出端連接第一Boost單元的第一輸出端及第二濾波電容的一端；第二Boost單元的第二輸出端連接第一Boost單元的第二輸出端及第二濾波電容的另一端；

所述MPPT控制器的第一Boost單元、第二Boost單元的控制輸入端均與所述主控制單元連接，所述主控制單元用于產生PWM驅動脈沖以控制所述第一Boost單元及第二Boost單元。

優選的，所述第一Boost單元包括第一電感、第一開關管和第一二極管；所述第二Boost單元包括第二電感、第二開關管和第二二極管；

其中，第一濾波電容的正極連接匯流及防雷電路的一輸出端，第一濾波電容的負極連接匯流及防雷電路的另一輸出端；第一電感的一端連接第一濾波電容的正極，第一電感的另一端連接第一二極管的陽極及第一開關管的漏極；第一二極管的陰極連接第二濾波電容的正極及DC輸出接口；第一開關管的柵極與所述主控制單元連接，第一開關管的源極與第一濾波電容的負極以及第二濾波電容的負極連接，第二濾波電容的正極和負極分別連接DC輸出接口的兩端；

第二電感的一端連接第一濾波電容的正極及第一電感的一端，第二電感的另一端連接第二二極管的陽極及第二開關管的漏極；第二二極管的陰極連接第一二極管的陰極及DC輸出接口的一端；第二開關管的柵極所述主控制單元連接；第二開關管的源極連接第一濾波電容的負極及匯流及防雷電路的輸出端；第二開關管的源極還連接第二濾波電容的負極及DC輸出接口。

優選的，所述主控制單元包括電壓采樣模塊、電流采樣模塊、功率計算模塊、PWM脈沖調制模塊以及PWM脈沖移相模塊；

其中，功率計算模塊分別與電壓采樣模塊、電流采樣模塊以及PWM脈沖調制模塊連接，PWM脈沖調制模塊的第一輸出端與所述第一Boost單元的第一開關管的柵極連接，PWM脈沖調制模塊的第二輸出端與PWM脈沖移相模塊連接，PWM脈沖移相模塊的輸出端與第二Boost單元的第二開關管的柵極連接；

電壓采樣模塊和電流采樣模塊分別用于對所述MPPT控制器的輸入直流電進行電壓和電流采樣；

功率計算模塊用于根據所述采樣的電壓值和電流值計算功率值；