[發明專利]基于環境適應性自學習光伏最大功率點跟蹤裝置及方法

有效

• 申請號: 201610592375.0
• 申請日: 2016-07-25
• 公開（公告）號: CN106055020B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 謝從珍;胡江華;劉智健
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種基于環境適應性自學習光伏最大功率點跟蹤裝置，其特征在于，包括：光伏陣列(1)、二極管(2)、超級電容(3)、可控開關(4)、調節電阻(5)、采集測量裝置(6)、控制裝置(7)；所述光伏陣列(1)、二極管(2)、超級電容(3)、可控開關(4)、調節電阻(5)依次相連；所述光伏陣列(1)發出的功率是目標控制對象；所述二極管(2)用于保護光伏陣列(1)；假設所述二極管(2)為理想二極管，則光伏陣列(1)兩端電壓V和超級電容(3)兩端電壓相等；所述采集測量裝置(6)用于測量光伏陣列(1)干路電流I、光伏陣列(1)的兩端電壓V、光照強度Ir、光伏陣列表面溫度T；所述控制裝置(7)輸出高低電平，控制可控開關(4)的開和斷。

2.根據權利要求1所述的基于環境適應性自學習光伏最大功率點跟蹤裝置，其特征在于：所述調節電阻(5)的電阻值R滿足：

R≦V²_M/P_MPP，

其中P_MPP為所有情況下的最大功率，V_M為P_MPP所對應的電壓。

3.根據權利要求2所述的基于環境適應性自學習光伏最大功率點跟蹤裝置，其特征在于：所述超級電容(3)的電容量C滿足：

IC=CdVdt,]]>

對所述二極管(2)、超級電容(3)和調節電阻(5)的公共節點由基爾霍夫定律得到：

I_C＝I-SI_R，

其中I為光伏陣列干路電流，I_R為流過調節電阻(5)的電流，I_C為流經超級電容(3)的電流，I_R＝V/R；S＝1,0分別對應可控開關斷開和閉合。

4.根據權利要求2所述的基于環境適應性自學習光伏最大功率點跟蹤裝置，其特征在于：所述的控制裝置(7)采用單片機。

5.一種基于權利要求1至4中任一項所述裝置的光伏最大功率點跟蹤方法，包括如下步驟：

第一步：初始化，設置輔助矩陣P_{M_TEMP}和V_{M_TEMP}，用來存儲不同溫度和光照度下PV板MPP，溫度和光照度被控制裝置(7)劃分足夠多份，所以認為其對應的相鄰區間光照度和溫度近似不變；

第二步：采集測量裝置(6)采樣Ir、T、I和V，控制裝置(7)檢測Ir和T落在相應的P_{M_TEMP}和V_{M_TEMP}，并計算P＝I*V；

第三步：判斷P≧P_{M_TEMP}是否為真，為真，則執行第四步；否則，執行第五步；

第四步：把P和V的值分別賦值給相應的P_{M_TEMP}和V_{M_TEMP}，并保持可控開關狀態不變；

第五步：判斷P>P_{M_TEMP}是否為真，為真，則執行第六步，否則執行第七步；

第六步：閉合可控開關(4)，經過一個采樣時間，返回第二步；

第七步：斷開可控開關(4)，經過一個采樣時間，返回第二步。

6.根據權利要求5所述的光伏最大功率點跟蹤方法，其特征在于：所述第四步中P_{M_TEMP}和V_{M_TEMP}被賦值，認為光伏陣列(1)輸出的功率在靠近最大功率，保持可控開關(4)狀態不變，是保持這種靠近的趨勢。

7.根據權利要求5所述的光伏最大功率點跟蹤方法，其特征在于：所述第六步和第七步中閉合可控開關(4)和斷開可控開關(4)，是使得光伏陣列(1)的輸出電壓V靠近V_{M_TEMP}，而V_{M_TEMP}是在靠近V_M，所以最終V靠近V_M，其中P_MPP為所有情況下的最大功率，V_M為P_MPP所對應的電壓。