[發明專利]基于P-U曲率特性的光伏最大功率跟蹤系統及方法

在審

• 申請號: 201410418531.2
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104199507A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 潘三博;張希;李艾華;郝夏斐;林成棟;趙偉
• 申請（專利權）人: 上海寰晟新能源科技有限公司;上海交通大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

1.一種基于P-U曲率特性的光伏最大功率跟蹤系統，其特征在于：該系統包括光伏電池、Boost升壓電路、電壓電流采樣電路、曲率計算模塊以及占空比調整模塊，其中，該光伏電池連接至該Boost升壓電路的輸入端，該電壓電流采樣電路連接該Boost升壓電路的輸出端，對輸出電壓和電流進行實時采樣和量化并傳送給曲率計算模塊計算P-U曲線的曲率，該占空比調整模塊根據曲率變化和該光伏電池輸出電壓變化的方向對該Boost升壓電路的占空比進行實時調整，經過調整的占空比被送至該Boost升壓電路的控制端控制該光伏電池的輸出電壓向功率輸出最大方向調整。

2.如權利要求1所述的一種基于P-U曲率特性的光伏最大功率跟蹤系統，其特征在于：該Boost升壓電路包括一電感、一MOS管、一二極管以及一濾波電容，該光伏電池連接至該電感之一端，該電感連接該MOS管的漏極和該二極管的陽極，該MOS管的源極接地，該二極管的陰極接該濾波電容和負載，該MOS管的柵極接占空比可調的控制信號。

3.一種基于P-U曲率特性的光伏最大功率跟蹤方法，包括如下步驟：

步驟一，實時采樣光伏電池板的輸出電壓和電流；

步驟二，實時計算該光伏電池板輸出的P-U曲線對應的曲率變化；

步驟三，根據曲率變化的方向和光伏電池板輸出電壓變化的方向確定下一步Boost升壓電路的占空比變化方向；

步驟四，將經過調整的占空比被送至該Boost升壓電路以控制該光伏電池板的輸出電壓向功率輸出最大方向調整。

4.如權利要求3所述的一種基于P-U曲率特性的光伏最大功率跟蹤方法，其特征在于，于步驟三中，該Boost升壓電路占空比變化的方向分為以下幾種情況：

(1)當V(k)＞V(k-1)且K(k)＞K(k-1)，

(2)當V(k)＞V(k-1)且K(k)＜K(k-1)，

(3)當V(k)＜V(k-1)且K(k)＞K(k-1)，

(4)當V(k)＜V(k-1)且K(k)＜K(k-1)，

(5)當|K(k)-K(k-1)|＜ε，Δd＝0，

其中，V(k)為k時刻該光伏電池板的輸出電壓，A是一個固定的系數，K(k)是曲線的k時刻的實時曲率，Δd為該Boost升壓電路的占空比擾動量。

5.如權利要求4所述的一種基于P-U曲率特性的光伏最大功率跟蹤方法，其特征在于：于步驟二中，首先檢測該光伏電池板k-3時刻的開路電壓U_pv(k-3)和電流I_pv(k-3)，再給該Boost升壓電路一個小的占空比信號d；然后檢測該光伏電池板k-2時刻的電壓U_pv(k-2)和電流I_pv(k-2)，在此之后再給Boost升壓電路增加占空比使得d＝d+Δd，再檢測該光伏電池板k-1時刻的電壓U_pv(k-1)，電流I_pv(k-1)，通過k-3、k-2、k-1三點的電壓電流，確定k-1點處的曲率。