專利名稱：基于改進步長的雙模式最大功率點跟蹤方法
技術領域：
本發明涉及到太陽能光伏發電系統最大功率點跟蹤技術的電子技術應用領域，具體地說，涉及到一種基于改進步長的雙模式MPPT控制方法。
背景技術：
新能源的開發和利用是當今世界的一大熱點，而太陽能作為一種清潔高效的可再生綠色能源成為了發展新能源的首選。太陽能光伏發電也成為了近年來迅速發展的新興能源產業。在太陽能并網發電技術領域，需要使用太陽能光伏并網逆變器將太陽能電池發出的直流電轉化成與電網相同頻率相同相位的輸出交流電，同時還要對太陽能電池輸出的電 進行優化。但是由于太陽能電池的非線性特性，如圖I所示，光伏電池的輸出特性曲線。(a)圖表示在光照強度不變，不同溫度下光伏陣列的P— U特性，在不同溫度下能夠達到最大功率的大小和此時的電壓值都是不同的，達到某個峰值后功率便會隨之下降。(b)圖表示在溫度不變，不同光照強度下光伏陣列的P— U特性，在不同光照強度下光伏電池所能達到的最大功率和達到最大功率時的電壓都是不同的，而且隨著光照強度的增加最大功率也會隨之增大。而且光伏陣列的輸出電流和電壓不僅受到外部環境如光強、溫度的影響，還會受到其內部負載情況的影響，所以光伏電池的輸出功率是隨時變化的。只有當工作在最大功率點處時，電能的利用率才能達到最高。否則就會降低整個太陽能光伏并網系統的效率。無論當外部環境怎樣變化，而太陽能光伏陣列可以時刻工作在最大功率點處，才能最大效率的利用太陽能。常用的最大功率點跟蹤方案有固定電壓法、擾動觀察法、電導增量法、短路電流法等多種方案，但這些方案在系統的穩定性，反應速度和擾動步長方面都存在缺陷。特別是擾動步長是不可變的，設置過長難以精準的達到最大功率點，過短時又延長了達到最大功率點處時的時間，同樣會降低系統的效率。
發明內容
本發明的目的是快速、穩定的跟蹤到最大功率點，并減小在最大功率點附近的振蕩，提聞太陽能光伏并網系統的效率，提供一種基于改進步長的雙1旲式最大功率點跟蹤方法。本發明提供的基于改進步長的雙模式最大功率點跟蹤方法，是通過電壓采樣電路和電流采樣電路組成的硬件部分，再結合改進步長的最大功率點跟蹤方法實現；基于改進步長的雙模式最大功率點跟蹤方案首先采用固定電壓法結合電導增量法的雙模式最大功率點跟蹤方案，先用固定電壓法快速采集到當前的輸出電壓V和輸出電流I，再用電導增量法跟蹤最大功率點，不僅加快了速度還增加了穩定性；具體步驟包括第I、通過電壓采樣電路和電流采樣電路分別對光伏陣列的輸出電壓和輸出電流進行采樣；第2、將采樣得到的電壓值和電流值傳輸到單片機內部，利用公式
權利要求
1.基于改進步長的雙模式最大功率點跟蹤方法，其特征在于該方案通過電壓采樣電路和電流采樣電路組成的硬件部分，再結合改進步長的最大功率點跟蹤方法實現；基于改進步長的雙模式最大功率點跟蹤方案首先采用固定電壓法結合電導增量法的雙模式最大功率點跟蹤方案，先用固定電壓法快速采集到當前的輸出電壓V和輸出電流I，再用電導增量法跟蹤最大功率點，不僅加快了速度還增加了穩定性；具體步驟包括 第I、通過電壓采樣電路和電流采樣電路分別對光伏陣列的輸出電壓和輸出電流進行采樣； 第2、將采樣得到的電壓值和電流值傳輸到單片機內部，利用公式
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述的基于改進步長的雙模式最大功率點跟蹤方法中采用單片機STC12C5608AD，使用該單片機內部A/D模塊采樣輸出電壓值和電流值。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述的電壓采樣電路的電壓傳感器采用LEM公司的LVlOO。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述的電流采樣電路的電流傳感器采用LEM公司的LA58-P，電流采樣電路對采樣電阻R2兩端的電壓進行采樣，放大后輸送到單片機內部A/D模塊得到采樣的電流值。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于第2步所述的擾動步長是可變的，根據不同時刻的輸出電壓V與最大功率處電壓Vmax的大小關系，然后利用公式
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于 第3步所述將當前的輸出功率與前一時刻的輸出功率相比較是指，當工作點離最大功率點越遠時，即最大功率處電壓Vmax與輸出電壓V差越大時，計算出步長Ad越大，既步長加大，跟蹤速度加快；當工作在最大功率點附近時，即最大功率處電壓Vmax與輸出電壓V差越小時,計算出步長Λ d越小，即步長減小,跟蹤速度減慢，以此來逐漸靠近最大功率點。
全文摘要
本發明是基于改進步長的雙模式最大功率點跟蹤方法，如附圖
為最大功率點跟蹤(MPPT)的控制原理圖，由光伏陣列、電流采樣、電壓采樣、單片機、驅動電路、電阻、電容、二極管、開關管構成，各部分通過導線相連。電壓采樣電路和電流采樣電路分別采樣光伏陣列當前的輸出電壓和輸出電流，將采樣到的數據提供給單片機進行處理，計算出當下每一時刻擾動步長的大小和擾動方向，以此來控制太陽能光伏陣列的輸出功率，再通過開關管調節PWM的占空比使光伏陣列一直工作在最大功率點處。此方法具有速度快，穩定性好，精確度高等特點，使光伏陣列的輸出功率一直趨于最大點處，提高了太陽能光伏發電的效率。
文檔編號G05F1/67GK102880224SQ201210414400
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者袁其平, 劉玉飛, 范立潔, 遲婷婷, 徐正文 申請人:天津理工大學