[發明專利]一種折線擬合求太陽能電池最大功率點方法

有效

• 申請號: 201610829689.8
• 申請日: 2016-09-18
• 公開（公告）號: CN106468935B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 孫建延;王繼東;許春香;雷鋼;許海濤;楊永友
• 申請（專利權）人: 中州大學
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司11590
• 代理人: 林輝輪

技術領域

本發明涉及一種光伏電池技術領域，尤其是一種光伏太陽能電池的優化分析方法。

背景技術

光伏發電在日常生產生活應用得越來越廣泛。太陽能電池是光伏發電的基本組件。太陽能電池的可發電量受太陽光輻照度和溫度的影響，輻照度越強，可發電量越大，溫度越低可發電量也越大。在輻照度和溫度一定時，太陽能電池實際輸出電量，與其輸出的電壓或電流密切相關。因此，在太陽能電池工作時，需要讓工作于特定的電壓或電流的狀態，這個狀態點成為太陽能電池的最大功率點(MPP)。實際工作中，太陽能電池所處的光輻照度和溫度一直在動態變化，因此其最大功率點也一直變化。為了讓太陽能電池的實際輸出電量接近于可發電量，需要一直追蹤最大功率點，此算法成為最大功率點追蹤算法(MPPT)。

最簡單的方法太陽能電池通過二極管和儲能單元(如電池或超級電容)相連。通過這種方式，太陽能電池的工作狀態由儲能單元的電壓決定，有時離其最大功率點差異很大，這種方式所獲取能量甚至可以比MPP低35％。

開路電壓比例法是眾多MPPT算法最簡單的經典算法，該算法認為太陽能電池最大功率點時電壓與其開路電壓(即無電流輸出)成固定的比例關系，V_MPP≈K_FOC*V_oc，K_FOC取值0.71-0.78。這是一種開環控制算法。該算法需要預先設置太陽能電池的電壓參數，缺點是無法在輻照度和溫度所有變化范圍內都獲得同樣高的最大功率點跟蹤效率。

一些研究者根據太陽能電池的輸出電壓電流特性，測量最大功率點附近的幾個狀態點的電壓電流，利用最大功率點的數學表達式求出最大功率點，可以在不影響太陽能電池正常工作的前提下實時快速的完成MPPT。此方法計算量較大，要求配置運算能力強的DSP或微處理器。

還有一些方法研究了太陽能電池在不同光照和溫度條件下最大功率點的相互關系，并用直線來擬合表達。對特定的太陽能電池，依據其在某一種條件下的最大功率點特性，可以推算出其他條件下的最大功率點的電壓電流關系。此方法計算量較小，可用簡單的MCU來實現，也可用純模擬電路實現。該方法在已知溫度下采用一條直線擬合不同光照下的最大功率點電壓電流關系，其他溫度下的擬合直線則由這條直線推算得到，然而在低輻照度下實際特性并非直線，因此誤差較大。

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