[發(fā)明專利]適合光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的MPPT控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011031125.2
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112104323B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設計）人: 陳怡;莫晨飛;謝路耀;周丹
• 申請（專利權(quán)）人: 晟高能源科技（江蘇）有限公司
• 主分類號: H02S40/30
• 分類號: H02S40/30;G05F1/67;H02J1/10
• 代理公司: 北京同輝知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 饒富春

一種適合光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的MPPT控制器，包括電壓/電流檢測和處理模塊、并聯(lián)MPP曲線族寄存器、交點寄存器、MPPg寄存器和子控制器1至子控制器3。為應對無陰影、靜態(tài)陰影和動態(tài)陰影等工況，所述控制器會先尋找光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)輸出I?V曲線與并聯(lián)MPP曲線族的交點，再從各交點中挑選出最佳交點(即具有最大功率的交點)，最后在最佳交點的基礎上找到光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的全局最大功率點MPPg。本發(fā)明具有準確而快速的全局最大功率點跟蹤能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種最大功率點跟蹤(MPPT)控制器，尤其是一種適合光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的MPPT控制器，在無陰影、靜態(tài)陰影和動態(tài)陰影條件下均具有全局最大功率點跟蹤的能力。

背景技術(shù)

當采用并聯(lián)形式時，光伏組件可實現(xiàn)擴流。當遮陰情況不同時，同一個光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的最大功率點會呈現(xiàn)出不同的分布情況。即，無陰影、靜態(tài)陰影和動態(tài)陰影條件下光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的最大功率點是不同的。而且，在靜態(tài)和動態(tài)陰影條件下，光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的輸出P-V(即功率-電壓)曲線呈現(xiàn)出多峰值，光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的輸出I-V(即電流-電壓)曲線呈現(xiàn)出多單調(diào)區(qū)域，局部最大功率點的存在會增加對全局最大功率點跟蹤的難度。

為了最大可能地獲取光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的電能，現(xiàn)有的MPPT控制方法包括擾動觀察法、電導增量法、模擬退火法、大數(shù)據(jù)統(tǒng)計算法等。其中，擾動觀察法和電導增量法容易陷入局部最大功率點而偏離全局最大功率點；而模擬退火法和大數(shù)據(jù)統(tǒng)計法則無法百分百地鎖定全局最大功率點，存在找到次大功率點的可能性。

為了提高準確性同時實現(xiàn)快速性，MPPT控制方法還需要進一步改進。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有MPPT控制方法易陷入局部最大功率點或存在找到次大功率點可能性的缺陷，本發(fā)明提出一種適合光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的MPPT控制器，可協(xié)助DC/DC變換器快速而準確地鎖定光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的全局最大功率點，盡最大能力地將光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的電能傳送至直流母線供負載使用。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種適合光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的MPPT控制器，包括電壓/電流檢測和處理模塊、并聯(lián)MPP曲線族寄存器、交點寄存器、MPPg寄存器和子控制器1至子控制器3；

所述電壓/電流檢測和處理模塊檢測光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)的輸出電壓vin和輸出電流iin，并將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號Vin(k)和Iin(k)，k為整數(shù)；

所述并聯(lián)MPP曲線族寄存器內(nèi)部存儲有n個光伏組件并聯(lián)MPP曲線函數(shù)Iref1＝fref(Vin)至Irefn＝n×fref(Vin)，n為光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)中光伏組件的個數(shù)，Vin為函數(shù)輸入變量，Iref1至Irefn為函數(shù)輸出變量，fref()為包含不同光照條件下單個光伏組件最大功率點MPP信息的函數(shù)，所述n個光伏組件并聯(lián)MPP曲線函數(shù)與n條光伏組件并聯(lián)MPP曲線對應，所述n條光伏組件并聯(lián)MPP曲線與光伏組件并聯(lián)系統(tǒng)輸出I-V曲線存在n個交點，分別為Cross1至Crossn；

所述交點寄存器內(nèi)部存儲有n個交點Cross1至Crossn的電壓值Vin_Cross1至Vin_Crossn和電流值Iin_Cross1至Iin_Crossn；

所述MPPg寄存器內(nèi)部存儲有全局最大功率點MPPg的電壓值Vin_MPPg和電流值Iin_MPPg，還存儲有與全局最大功率點MPPg對應的DC/DC變換器中電子開關(guān)的工作狀態(tài)，例如：開關(guān)頻率f_MPPg、占空比D_MPPg、導通時間、關(guān)斷時間、電壓參考值及滯環(huán)寬度等；

所述電壓/電流檢測和處理模塊、并聯(lián)MPP曲線族寄存器、交點寄存器、MPPg寄存器、子控制器1至子控制器3之間存在信息交互；