專利名稱：光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高光電轉(zhuǎn)換效率的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏發(fā)電系統(tǒng)，尤其是廣告信息發(fā)布系統(tǒng)，具體地，涉及光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高光電轉(zhuǎn)換效率的控制方法。
背景技術(shù)：
在光伏轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)是非常重要的研究方向，為了能夠在相同條件下提高光伏發(fā)電效率，人們提出了各種最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)的方法，比如爬山法、電導(dǎo)增量法、三點(diǎn)比較法、恒定電壓法等。光伏電池陣列輸出特性具有非線性特征，其輸出電壓和功率受光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度和負(fù)載情況影響。在一定的光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度下，光伏電池可以有不同的輸出電壓，但是只有在某一輸出電壓值時(shí)，光伏電池的輸出功率才能達(dá)到最大值，這時(shí)光伏電池的工作點(diǎn)就達(dá)到了輸出功率曲線的最高點(diǎn)，稱之為最大功率點(diǎn)。 因此，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，要提高系統(tǒng)的整體效率，一個(gè)重要的途徑就是實(shí)時(shí)調(diào)整光伏電池的工作點(diǎn)，使之始終工作在最大功率點(diǎn)附近，這一過程就稱之為最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)。MPPT的工作原理為在一個(gè)規(guī)定的周期內(nèi)，微處理器定期地主動(dòng)調(diào)節(jié)PWM的占空比D，改變太陽(yáng)能電池的輸出電流，從而引起太陽(yáng)能電池的輸出電壓變化，檢測(cè)太陽(yáng)能電池輸出電壓及輸出電流，計(jì)算出太陽(yáng)能電池陣列的輸出功率，然后根據(jù)最大功率點(diǎn)跟蹤策略尋找最大功率點(diǎn)的位置。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高光電轉(zhuǎn)換效率的控制方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高光電轉(zhuǎn)換效率的控制方法，其特征在于，包括如下步驟
步驟A 根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的電壓V (K)與電流I (K)計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的功率P (K)；
步驟B 獲得所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的功率P (K)與前一時(shí)刻的光伏電池端的功率P (K-I)之差的功率絕對(duì)值I ΔΡ| ；
步驟C:判斷所述功率絕對(duì)值I Δ Ρ|是否大于第一預(yù)設(shè)值，若所述功率絕對(duì)值I Δ P 小于或者等于所述第一預(yù)設(shè)值，則接下來(lái)執(zhí)行所述步驟Α;若所述功率絕對(duì)值I Δ P|大于所述第一預(yù)設(shè)值，則接下來(lái)執(zhí)行步驟D ；
步驟D 判斷所述功率絕對(duì)值I ΔΡ|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K-I)的比值 AP|/a (K-I)是否大于第二預(yù)設(shè)值，若所述功率絕對(duì)值I Δ P|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K-I)的比值I ΔΡ /a (K-I)小于或者等于所述第二預(yù)設(shè)值，則接下來(lái)執(zhí)行步驟E’ ；若所述功率絕對(duì)值I ΔΡ|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K-I)的比值I ΔΡ /a (K-I)大于所述第二預(yù)設(shè)值，則接下來(lái)執(zhí)行步驟E ；
步驟E’ 采用自適應(yīng)爬山法設(shè)定下一時(shí)刻的占空比D (K+1)，然后返回所述步驟A;步驟E 判斷所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的電壓V (K)是否大于最大電壓閾值，若所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的電壓V (K)小于或者等于所述最大電壓閾值，則設(shè)置方向變量DI 為第一正值；若所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的電壓V (K)大于所述最大電壓閾值，則設(shè)置方向變量DI為第一負(fù)值；
步驟F:將所述功率絕對(duì)值I Δ P|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K-I)的比值 AP|/a (K-I)與第一調(diào)整參數(shù)M的乘積作為當(dāng)前時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K);
步驟G 將所述當(dāng)前時(shí)刻的占空調(diào)整步長(zhǎng)a (K)乘以所述方向變量DI的乘積a (K)-DI 與當(dāng)前時(shí)刻的占空比D (K)之和a (K) · DI+D (K)作為下一時(shí)刻的占空比D (K+1)；然后返回所述步驟A。優(yōu)選地，所述第一負(fù)值的絕對(duì)值小于所述第一正值的絕對(duì)值。優(yōu)選地，所述第一正值的絕對(duì)值是所述第一負(fù)值的絕對(duì)值的3飛倍。優(yōu)選地，所述第一正值的絕對(duì)值是所述第一負(fù)值的絕對(duì)值的5倍。優(yōu)選地，所述最大電壓閾值為光伏電池兩端的最大輸出電壓。優(yōu)選地，第一調(diào)整參數(shù)M用于調(diào)整跟蹤精度。本發(fā)明通過不同的步長(zhǎng)靠近最大功率點(diǎn)，使得整個(gè)系統(tǒng)的跟蹤速度加快，提高了光電轉(zhuǎn)換效率。


通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式具體地，如圖1所述，首先執(zhí)行步驟S201，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的電壓V(K) 與電流I (K)計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的功率P (K) JPP (K) = V (K)· I (K)0然后執(zhí)行步驟S202，獲得所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的功率P (K)與前一時(shí)刻的光伏電池端的功率P (K-I)之差的功率絕對(duì)值I ΔΡ|，即ι Δ Pl = IP (K)" P (K-I) I。然后執(zhí)行步驟S203，判斷所述功率絕對(duì)值I Δ Ρ|是否大于第一預(yù)設(shè)值，若所述功率絕對(duì)值ι Δ Ρ|小于或者等于所述第一預(yù)設(shè)值，則接下來(lái)執(zhí)行所述步驟S201 ；若所述功率絕對(duì)值ι Δ Ρ|大于所述第一預(yù)設(shè)值，則接下來(lái)執(zhí)行步驟S204。通過執(zhí)行所述步驟S204，判斷所述功率絕對(duì)值I ΔΡ|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K-I)的比值I ΔΡ /a (K-I)是否大于第二預(yù)設(shè)值，若所述功率絕對(duì)值| ΔΡ|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K-I)的比值I AP|/a (K-I)小于或者等于所述第二預(yù)設(shè)值， 則接下來(lái)執(zhí)行步驟S205 ；若所述功率絕對(duì)值I ΔΡ|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a(K-l) 的比值I ΔΡ /a (K-I)大于所述第二預(yù)設(shè)值，則接下來(lái)執(zhí)行步驟S206。通過執(zhí)行步驟S206，判斷所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的電壓V (K)是否大于最大電壓閾值，若所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的電壓V (K)小于或者等于所述最大電壓閾值，則通過執(zhí)行步驟S207設(shè)置方向變量DI為第一正值；若所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的電壓V (K)大于所述最大電壓閾值，則通過執(zhí)行所述步驟S208設(shè)置方向變量DI為第一負(fù)值。
然后執(zhí)行步驟S209，將所述功率絕對(duì)值I Δ P|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K-I)的比值I AP|/a (K-I)與第一調(diào)整參數(shù)M的乘積作為當(dāng)前時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K);即 a (K) =M ‘ I AP|/a (K-I)0然后執(zhí)行步驟S210，將所述當(dāng)前時(shí)刻的占空調(diào)整步長(zhǎng)a (K)乘以所述方向變量DI 的乘積a (K)· DI與當(dāng)前時(shí)刻的占空比D (K)之和a (K) · DI+D (K)作為下一時(shí)刻的占空比 D (Κ+l);即 D (K+1)= a (K)· DI+D (K)。然后返回所述步驟 S201。在本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選例中，所述第一負(fù)值的絕對(duì)值小于所述第一正值的絕對(duì)值，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第一正值的絕對(duì)值是所述第一負(fù)值的絕對(duì)值的3飛倍，更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第一正值的絕對(duì)值是所述第一負(fù)值的絕對(duì)值的5倍。優(yōu)選地，所述最大電壓閾值為光伏電池兩端的最大輸出電壓。優(yōu)選地，第一調(diào)整參數(shù)M用于調(diào)整跟蹤精度。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高光電轉(zhuǎn)換效率的控制方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟A 根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的電壓V (K)與電流I (K)計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的功率P (K)；步驟B 獲得所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的功率P (K)與前一時(shí)刻的光伏電池端的功率P (K-I)之差的功率絕對(duì)值I ΔΡ| ；步驟C:判斷所述功率絕對(duì)值I Δ Ρ|是否大于第一預(yù)設(shè)值，若所述功率絕對(duì)值I Δ P 小于或者等于所述第一預(yù)設(shè)值，則接下來(lái)執(zhí)行所述步驟Α;若所述功率絕對(duì)值I Δ P|大于所述第一預(yù)設(shè)值，則接下來(lái)執(zhí)行步驟D ；步驟D 判斷所述功率絕對(duì)值I ΔΡ|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K-I)的比值 AP|/a (K-I)是否大于第二預(yù)設(shè)值，若所述功率絕對(duì)值I Δ P|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K-I)的比值I ΔΡ /a (K-I)小于或者等于所述第二預(yù)設(shè)值，則接下來(lái)執(zhí)行步驟E’ ；若所述功率絕對(duì)值I ΔΡ|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K-I)的比值I ΔΡ /a (K-I)大于所述第二預(yù)設(shè)值，則接下來(lái)執(zhí)行步驟E ；步驟E’ 采用自適應(yīng)爬山法設(shè)定下一時(shí)刻的占空比D (K+1)，然后返回所述步驟A; 步驟E 判斷所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的電壓V (K)是否大于最大電壓閾值，若所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的電壓V (K)小于或者等于所述最大電壓閾值，則設(shè)置方向變量DI 為第一正值；若所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的電壓V (K)大于所述最大電壓閾值，則設(shè)置方向變量DI為第一負(fù)值；步驟F:將所述功率絕對(duì)值I ΔΡ|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K-I)的比值 AP|/a (K-I)與第一調(diào)整參數(shù)M的乘積作為當(dāng)前時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a (K)；步驟G 將所述當(dāng)前時(shí)刻的占空調(diào)整步長(zhǎng)a (K)乘以所述方向變量DI的乘積a (K)-DI 與當(dāng)前時(shí)刻的占空比D (K)之和a (K) · DI+D (K)作為下一時(shí)刻的占空比D (K+1)；然后返回所述步驟A。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高光電轉(zhuǎn)換效率的控制方法，其特征在于，所述第一負(fù)值的絕對(duì)值小于所述第一正值的絕對(duì)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高光電轉(zhuǎn)換效率的控制方法，其特征在于，所述第一正值的絕對(duì)值是所述第一負(fù)值的絕對(duì)值的3飛倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高光電轉(zhuǎn)換效率的控制方法，其特征在于，所述第一正值的絕對(duì)值是所述第一負(fù)值的絕對(duì)值的5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高光電轉(zhuǎn)換效率的控制方法，其特征在于，所述最大電壓閾值為光伏電池兩端的最大輸出電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高光電轉(zhuǎn)換效率的控制方法，其特征在于，第一調(diào)整參數(shù)M用于調(diào)整跟蹤精度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高光電轉(zhuǎn)換效率的控制方法，其特征在于，第一調(diào)整參數(shù)M用于調(diào)整跟蹤精度。
全文摘要
本發(fā)明提供光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高光電轉(zhuǎn)換效率的控制方法包括，主要步驟獲得所述當(dāng)前時(shí)刻的光伏電池端的功率P(K)與前一時(shí)刻的光伏電池端的功率P(K-1)之差的功率絕對(duì)值|△P|，判斷所述功率絕對(duì)值|△P|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a(K-1)的比值|△P|/a(K-1)是否大于第二預(yù)設(shè)值，將所述功率絕對(duì)值|△P|與前一時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a(K-1)的比值|△P|/a(K-1)與第一調(diào)整參數(shù)M的乘積作為當(dāng)前時(shí)刻的占空比調(diào)整步長(zhǎng)a(K)。本發(fā)明通過不同的步長(zhǎng)靠近最大功率點(diǎn)，使得整個(gè)系統(tǒng)的跟蹤速度加快，提高了光電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)H02N6/00GK102255573SQ201110205449
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者嚴(yán)錦春, 錢騰達(dá), 顧錫淼 申請(qǐng)人:優(yōu)太太陽(yáng)能科技(上海)有限公司