[發明專利]一種基于環境參數模型的定電壓MPPT控制方法和系統

有效

• 申請號: 201410172077.7
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103995559A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 戴志威;舒杰;吳昌宏;張繼元;吳志鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智

技術領域

本發明涉及太陽能光伏發電技術領域，尤其涉及的是一種適用于各種小功率等級的光伏發電應用場合的基于環境參數模型的定電壓MPPT控制方法和系統。

背景技術

在所有的新能源與可再生能源中，太陽能光伏發電無疑是世界各國最受關注、最有發展前景的方向之一。但是，光伏電池的輸出特性受外界環境的影響大，電池表面溫度和日照強度的變化都會導致輸出特性發生較大變化，因此有必要采用MPPT(Maximum?Power?Point?Tracking最大功率跟蹤)控制算法，使光伏電池功率輸出最大化。目前的MPPT算法主要有固定電壓控制法、擾動觀測法、導納增量法、模糊控制法、神經網絡控制法等。然而，上述各種方法均存在一定不足：

固定電壓法雖然控制簡單，但對最大功率點的變化適應性差，能量損失較大。擾動觀察法和導納增量法轉換效率高，但MPPT電路功率開關的占空比調節量Δd為定值，Δd越大，響應速度快，實際應用中，在最大功率點附近振蕩較大；Δd越小，最大功率點附近振蕩小，系統響應速度慢，跟蹤速度和跟蹤精度是一對矛盾體，從而對系統也提出了較高要求。而模糊控制法和神經網絡控制法等新型智能控制方法的算法實現比較復雜，在實際應用中很少采用。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于光伏電池跟蹤效率和跟蹤控制精度難以兼得的矛盾。針對現有技術的上述缺陷，提供一種基于環境參數模型的定電壓MPPT控制方法和系統。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種基于環境參數模型的定電壓MPPT控制方法，其中，包括以下步驟：

A、實時采集太陽能光伏電池的溫度T和輻照度E_e；

B、將所述溫度T和輻照度E_e，代入預先設定的光伏電池最大功率工作點電壓環境參數模型V_m(T,E_e)，得到光伏電池最大功率點電壓V_m；

C、根據光伏電池最大功率點電壓V_m，調節實時采樣得到的太陽能光伏電池的輸出電壓，實現光伏系統最大功率輸出。

優選地，所述的基于環境參數模型的定電壓MPPT控制方法，其中，所述步驟B中光伏電池最大功率工作點電壓環境參數模型V_m(T,E_e)為：

Vm(T,Ee)=KTT+KEeEe+C;]]>

其中，K_T為溫度系數；K_Ee為輻照系數，C為常數。

優選地，所述的基于環境參數模型的定電壓MPPT控制方法，其中，所述步驟A中具體包括：

利用溫度傳感器和標準太陽能光伏電池采集到溫度T和輻照度E_e。

優選地，所述的基于環境參數模型的定電壓MPPT控制方法，其中，所述步驟C中具體包括：

C1、比較實時采樣得到的太陽能光伏電池的輸出電壓和到光伏電池最大功率點電壓V_m；

C2、得到的偏差做比例積分控制DC/DC變換電路功率管的開關，從而控制占空比變化，直至偏差為零。

一種基于環境參數模型的定電壓MPPT控制系統，其中，包括：

采集單元，用于實時采集太陽能光伏電池的溫度T和輻照度E_e；

計算單元，用于將所述溫度T和輻照度E_e，代入預先設定的光伏電池最大功率工作點電壓環境參數模型V_m(T,E_e)，得到光伏電池最大功率點電壓V_m；