專利名稱：太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于 一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方法及裝置，特別 是關(guān)于將一直流/直流轉(zhuǎn)換器操作成具有有源電阻特性的電能轉(zhuǎn)換器，
以供應(yīng)功率給一直流/交流電能轉(zhuǎn)換器或一直流負(fù)栽；利用一最大功率 跟蹤電路調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，改變其操作有源電阻的大?。挥^測(cè) 太陽(yáng)能電池組輸出功率的變化，以得到該太陽(yáng)能電池組最大功率的方法 及裝置。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)光電能的有效應(yīng)用上，除了太陽(yáng)能電池效率的改善或新技術(shù)的 開(kāi)發(fā)外，最大功率跟蹤技術(shù)為一關(guān)鍵核心技術(shù)。目前最普遍釆用的最大 功率跟蹤技術(shù)是擾動(dòng)觀察法。常用的擾動(dòng)觀察法，如美國(guó)專利第 5327071號(hào)，其揭示利用控制一直流/直流轉(zhuǎn)換器以跟蹤太陽(yáng)能電池組 的最大功率。首先擾動(dòng)太陽(yáng)能電池組的輸出電壓，接著檢測(cè)直流/直流 轉(zhuǎn)換器的輸出功率。將直流/直流轉(zhuǎn)換器輸出功率的當(dāng)次檢測(cè)資料與前 次檢測(cè)資料進(jìn)行比較，以決定太陽(yáng)能電池組輸出電壓的擾動(dòng)方向，并持 續(xù)進(jìn)行擾動(dòng)太陽(yáng)能電池組的輸出電壓。 一旦得到太陽(yáng)能電池組的最大功 率時(shí)，在該最大功率的位置點(diǎn)附近進(jìn)行來(lái)回?cái)_動(dòng)。
如美國(guó)專利第5932994號(hào)，其亦揭示利用控制一直流/直流轉(zhuǎn)換器 連續(xù)控制太陽(yáng)能電池組的輸出電壓，以便跟蹤太陽(yáng)能電池組的最大功率 的位置點(diǎn)。首先擾動(dòng)該直流/直流轉(zhuǎn)換器的功率開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通周期 (duty cycle),利用太陽(yáng)能電池組的輸出電壓與電流計(jì)算該太陽(yáng)能電 池組的輸出功率。將太陽(yáng)能電池組的輸出功率的當(dāng)次檢測(cè)資料與前次檢 測(cè)資料進(jìn)行比較，以決定該直流/直流轉(zhuǎn)換器的功率開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通周期 的擾動(dòng)方向，并持續(xù)進(jìn)行擾動(dòng)該直流/直流轉(zhuǎn)換器功率開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通
周期。 一旦得到太陽(yáng)能電池組的最大功率時(shí)，在該最大功率的位置點(diǎn)附 近進(jìn)4亍來(lái)回?cái)_動(dòng)。然而，常用擾動(dòng)觀察法需要檢測(cè)兩個(gè)以上的電壓或電流信號(hào)，因此 其控制電路存在著整體構(gòu)造復(fù)雜及較高制造成本的缺點(diǎn)。因此，其有必 要進(jìn)一 步改進(jìn)常用太陽(yáng)能電池組的最大功率跟蹤技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是提供一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方 法及裝置，其將一直流/直流轉(zhuǎn)換器操作成一具有有源電阻特性的電能轉(zhuǎn)換器，以供應(yīng)功率給一直流/交流電能轉(zhuǎn)換器或一直流負(fù)栽；利用一 最大功率跟蹤電路調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，改變其操作的有源電阻的 大小；觀測(cè)一太陽(yáng)能電池組的功率變化，以得到該太陽(yáng)能電池組的最大 功率，使本發(fā)明具有簡(jiǎn)化構(gòu)造及降低制造成本的目的。本發(fā)明的次要目的是提供一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方 法及裝置，其將一直流/直流轉(zhuǎn)換器操作成一具有有源電阻特性的電能 轉(zhuǎn)換器，以供應(yīng)功率給一直流/交流電能轉(zhuǎn)換器或一直流負(fù)栽；利用一最 大功率跟蹤電路調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，改變其操作的有源電阻的大 ??；觀測(cè)一太陽(yáng)能電池組輸出功率的變化，當(dāng)該太陽(yáng)能電池組輸出功率 的變化量為正，則繼續(xù)調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，使其有源電阻特性往 相同方向變化；反之，若該太陽(yáng)能電池組的輸出功率的變化量為負(fù)，則 調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，使其有源電阻特性往相反方向變化；重復(fù)利 用該最大功率跟蹤電路調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，以改變其操作的有源 電阻的大小，以便跟蹤該太陽(yáng)能電池組的最大輸出功率點(diǎn)，并在該最大 輸出功率點(diǎn)附近來(lái)回?cái)_動(dòng)。使本發(fā)明具有簡(jiǎn)化構(gòu)造及降低制造成本的目 的。根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤裝置，其包含 一太
陽(yáng)能電池組，其用以供應(yīng)一輸出功率； 一直流/直流轉(zhuǎn)換器，其連接至該太陽(yáng)能電池組，如此該太陽(yáng)能電池組可經(jīng)由該直流/直流轉(zhuǎn)換器供應(yīng) 輸出功率，該直流/直流轉(zhuǎn)換器包含一輸入電容器、 一電感器、 一電力 電子開(kāi)關(guān)、一二極管、 一輸出電容器及一控制器，該控制器借助反饋該 電感器電流控制以產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制該直流/直流轉(zhuǎn) 換器的電力電子開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通及截止，如此該控制器將該直流/直流轉(zhuǎn)換 器操作成具有有源電阻特性的電能轉(zhuǎn)換器，并將其能量轉(zhuǎn)換至其后級(jí)的直流/交流電能轉(zhuǎn)換器或直流負(fù)栽； 一最大功率跟蹤電路，其連接至該 直流/直流轉(zhuǎn)換器的控制器，該最大功率跟蹤電路輸出 一有源電阻控制 信號(hào)，借助該最大功率跟蹤電路輸出的該有源電阻控制信號(hào)調(diào)整該直流 /直流轉(zhuǎn)換器，改變其操作的有源電阻的大小，觀察該太陽(yáng)能電池組相 對(duì)產(chǎn)生的輸出功率的變化量；該太陽(yáng)能電池組的輸出功率是由檢測(cè)出的 該直流/直流轉(zhuǎn)換器中該電感器電流的平均值平方再與該有源電阻控制 信號(hào)相乘而得，若該太陽(yáng)能電池組的輸出功率的變化量為正，則繼續(xù)往 相同方向調(diào)整該最大功率跟蹤電路的該有源電阻控制信號(hào)；反之，若該 太陽(yáng)能電池組的輸出功率的變化量為負(fù)，則往相反方向調(diào)整該最大功率 跟蹤電路的該有源電阻控制信號(hào)；重復(fù)利用該最大功率跟蹤電路調(diào)整該 直流/直流轉(zhuǎn)換器，改變其操作的有源電阻大小，以便跟蹤該太陽(yáng)能電 池組的最大輸出功率點(diǎn)，并在該最大輸出功率點(diǎn)附近來(lái)回?cái)_動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能發(fā)電是統(tǒng)的最大功率跟蹤方法，它只需檢測(cè)該 直流/直流轉(zhuǎn)換器中該電感器電流的信號(hào)，具有簡(jiǎn)化構(gòu)造及降低制造成 本的功歲文。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于其將一直流/直流轉(zhuǎn)換器連接至一太陽(yáng)能電池組，該直流/直流轉(zhuǎn)換 器操作成一具有有源電阻特性的電能轉(zhuǎn)換器，以供應(yīng)功率給一直流/交 流電能轉(zhuǎn)換器或直流負(fù)載；利用一最大功率跟蹤電路調(diào)整該直流/直流 轉(zhuǎn)換器，改變其操作的有源電阻的大??；觀測(cè)該太陽(yáng)能電池組的功率變 化，以得到該太陽(yáng)能電池組的最大功率，從而有效簡(jiǎn)化構(gòu)造及降低制造成本o
附困說(shuō)明

圖1:本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)架構(gòu)的方塊圖。
圖2:本發(fā)明第一較佳實(shí)施例太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤方法及裝置采用直流/直流轉(zhuǎn)換器的架構(gòu)示意圖。 圖3:本發(fā)明第一較佳實(shí)施例太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤方法及裝置采用直流/直流轉(zhuǎn)換器控制器的控制方塊圖。 圖4:本發(fā)明第一較佳實(shí)施例太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤方法及裝置采用最大功率跟蹤電路的流程圖。 圖5:本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)架構(gòu)的方塊圖。
具體實(shí)施方式
為了讓本發(fā)明的上述及其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文 將特舉本發(fā)明較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
圖1揭示本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)架構(gòu)的方塊圖。 請(qǐng)參照?qǐng)D1所示， 一太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)1包含一太陽(yáng)能電池組10及一直 流/直流轉(zhuǎn)換器11。該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)1連接一直流/交流轉(zhuǎn)換器2，如 此該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)1輸出的一直流功率可經(jīng)由該直流/交流轉(zhuǎn)換器2 轉(zhuǎn)換成一交流功率，并輸送至一配電系統(tǒng)3。該直流/交流轉(zhuǎn)換器2控 制的該直流/直流轉(zhuǎn)換器11的輸出直流電壓亦可依該配電系統(tǒng)3的交流 電壓變動(dòng)而產(chǎn)生變動(dòng)。圖2揭示本發(fā)明第一較佳實(shí)施例太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤方 法及裝置所采用直流/直流轉(zhuǎn)換器的架構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，該
直流/直流轉(zhuǎn)換器11包含一輸入電容器110、 一電感器lll、 一電力電 子開(kāi)關(guān)112、 一二極管113、 一輸出電容器114及一控制器115。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1及圖2所示，該輸入電容器110用以穩(wěn)定該太陽(yáng)能電 池組10的電壓，該電力電子開(kāi)關(guān)112由該控制器115產(chǎn)生的控制信號(hào) 控制其導(dǎo)通或截止。當(dāng)該電力電子開(kāi)關(guān)112導(dǎo)通時(shí)，該電感器111由該 太陽(yáng)能電池組10進(jìn)行充電儲(chǔ)能。當(dāng)該電力電子開(kāi)關(guān)112截止時(shí)，該電 感器111的儲(chǔ)能經(jīng)該二極管113釋放至該輸出電容器114。因此，將該太陽(yáng)能電池組10的電能進(jìn)行升壓，以便轉(zhuǎn)換至較高電壓準(zhǔn)位的直流電6匕 犯。圖3揭示本發(fā)明第一較佳實(shí)施例太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤方 法及裝置所采用直流/直流轉(zhuǎn)換器的控制器的控制方塊圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3 所示，該控制器115包含一電流檢出器40、 一乘法器41、 一放大器42 及一脈寬調(diào)制電路43。另外，該控制器115的乘法器41連接至一最大 功率if艮蹤電路5。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D2及3所示，該直流/直流轉(zhuǎn)換器11的電感器111的電 流經(jīng)該電流檢出器40檢出。將該電流檢出器40的輸出與最大功率跟蹤 電路5輸出的有源電阻控制信號(hào)送至該乘法器41進(jìn)行相乘。接著，將 該乘法器41的輸出結(jié)果送至該放大器42進(jìn)行放大，再將該放大器42 的輸出送至該脈寬調(diào)制電路43作為一調(diào)變信號(hào)，該脈寬調(diào)制電路43 輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該控制器115的該驅(qū)動(dòng)信號(hào)用以控制該電力電子開(kāi)關(guān) 112的導(dǎo)通及截止。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D2所示，當(dāng)該電力電子開(kāi)關(guān)112導(dǎo)通時(shí)，該電力電子開(kāi) 關(guān)112兩端的電壓差是零電壓準(zhǔn)位。當(dāng)該電力電子開(kāi)關(guān)112截止時(shí)，該 二極管113形成導(dǎo)通，該電力電子開(kāi)關(guān)112兩端的電壓差是該直流/直 流轉(zhuǎn)換器11輸出電壓。因此在交替控制該電力電子開(kāi)關(guān)112導(dǎo)通及截 止時(shí)，該電力電子開(kāi)關(guān)112兩端的電壓差產(chǎn)生一方波信號(hào)，該電力電子 開(kāi)關(guān)112兩端電壓在該直流/直流轉(zhuǎn)換器11輸出電壓與零電壓準(zhǔn)位兩值 之間交替變動(dòng)，在電感電流連續(xù)導(dǎo)通時(shí)，其平均值電壓正比于該電力電 子開(kāi)關(guān)112截止的時(shí)間。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D3所示，該脈寬調(diào)制電路43的調(diào)變信號(hào)正比于該電感 器111的電流信號(hào)。將該調(diào)變信號(hào)送入該脈寬調(diào)制電路43,并與一三 角波進(jìn)行比較。當(dāng)該調(diào)變信號(hào)高于該三角波時(shí)，該控制器115控制該電 力電子開(kāi)關(guān)112形成截止。反之，當(dāng)該調(diào)變信號(hào)低于該三角波時(shí)，則該 控制器115控制該電力電子開(kāi)關(guān)112形成導(dǎo)通。該電力電子開(kāi)關(guān)112 的截止時(shí)間長(zhǎng)度正比于該調(diào)變信號(hào)，因此在該電力電子開(kāi)關(guān)112兩端的 電壓平均值正比于該電感器111的電流，即該直流/直流轉(zhuǎn)換器11產(chǎn)生 一正比于輸入電流的電壓，如此，該直流/直流轉(zhuǎn)換器11操作成具有有 源電阻特性的電能轉(zhuǎn)換器，因此該直流/直流轉(zhuǎn)換器11可視為一有源電 阻，在電感電流連續(xù)導(dǎo)通時(shí)，該有源電阻值正比于該最大功率跟蹤電路 5輸出的有源電阻控制信號(hào)。
圖4揭示本發(fā)明第一較佳實(shí)施例太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤方 法及裝置中最大功率跟蹤電路采用的最大功率跟蹤流程圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2 至4所示，首先設(shè)定一變化量AR(n)及一有源電阻控制信號(hào)初始值 R(O)，并將該有源電阻控制信號(hào)的初始值R(0)送出至該直流/直流轉(zhuǎn)換 器11的控制器115，以做為一有源電阻控制信號(hào)。接著，延遲一段時(shí) 間間隔并計(jì)算該電感器111的平均電流IL。將該電感器111的平均電 流IL平方乘以該有源電阻控制信號(hào)的初始值R(O)，以計(jì)算該太陽(yáng)能電 池組10的輸出功率的初始值P(O)。延遲時(shí)間間隔的目的是給有源電阻 控制信號(hào)后，必須一段時(shí)間該直流/直流轉(zhuǎn)換器11的電壓及電流才會(huì)穩(wěn) 定，以測(cè)得正確的電路參數(shù)。
將該有源電阻控制信號(hào)的初始值R (0)作為該有源電阻控制信號(hào)的 舊值R(n-l)，將該輸出功率初始值P(O)作為輸出功率的舊值P(n-1)。 另外，該有源電阻控制信號(hào)的新值R(n)是該有源電阻控制信號(hào)的舊值 R (n-1)加上一個(gè)變化量的新值△ R (n),并將該有源電阻控制信號(hào)的新值 輸出至該直流/直流轉(zhuǎn)換器11的控制器115,以做為一有源電阻控制信 號(hào)，將該變化量的新值A(chǔ)R(n)取代成該變化量的舊值A(chǔ)R(n-l)。接著， 延遲一,史時(shí)間間隔并計(jì)算該電感器111的平均電流IL,并以該電感器 111的平均電流IL平方乘以該有源電阻控制信號(hào)的新值R(n)，以計(jì)算 出該太陽(yáng)能電池組10的輸出功率的新值P(n)。將該太陽(yáng)能電池組10的輸出功率的新值P (n)與舊值P (n-1)進(jìn)行比 較，若該新值P(n)大于該舊值P(n-l)時(shí)，則該變化量的新值A(chǔ)R(n)不 改變，該變化量的新值△ R (n)是采用相同于該變化量的舊值△ R (n-l) 的正值，(即^11(11)-+^11(11-1))。反之，若該新值P(n)小于該舊值 P(n-1),則該變化量的新值A(chǔ)R(n)取反向，該變化量的新值△ R (n)采用 該變化量的舊值A(chǔ)R(n-l)的負(fù)值，(即厶R(n)--AR(n-l))。最后，將 該輸出功率的新值P(n)取代該輸出功率的舊值P(n-l)，同時(shí)該有源電 阻控制信號(hào)新值R(n)取代該有源電阻控制信號(hào)舊值R(n-1)。接著，利用前述方式再重復(fù)新的循環(huán)，直至跟蹤到該太陽(yáng)能電池組 10的輸出功率的最大點(diǎn)。最后， 一旦發(fā)現(xiàn)該輸出功率的最大點(diǎn)時(shí)，該 最大功率跟蹤電路5在該太陽(yáng)能電池組的輸出功率的最大點(diǎn)附近持續(xù) 來(lái)回?cái)_動(dòng)。該有源電阻控制信號(hào)的變化量△R的大小可采用 一定值或一 可變值，當(dāng)該有源電阻控制信號(hào)的變化量AR的大小采用一可變值，該 有源電阻控制信號(hào)每一次變化量AR的大小正比于該太陽(yáng)能電池組10 的輸出功率的新值P(n)與舊值P(n-l)的差值，當(dāng)該太陽(yáng)能電池組10 的輸出功率的新值P (n)與舊值P (n-l)的差值大時(shí)代表離最大功率點(diǎn)較 遠(yuǎn)，該有源電阻控制信號(hào)的變化量AR大小相對(duì)較大，以便加速跟蹤該 太陽(yáng)能電池組10的輸出功率的最大點(diǎn)。反之，當(dāng)該太陽(yáng)能電池組10 的輸出功率的新值P(n)與舊值P(n-l)的差值變小時(shí)，該有源電阻控制 信號(hào)的變化量AR大小相對(duì)較小，以便減緩在該太陽(yáng)能電池組10的輸 出功率的最大點(diǎn)附近來(lái)回?cái)_動(dòng)的幅度。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D3及4所示，該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤方法與裝 置只需檢出該直流/直流轉(zhuǎn)換器ll的電感器111的電流即能完成最大功 率的跟蹤，并控制該直流/直流轉(zhuǎn)換器11，而常用最大功率跟蹤方法至 少必需檢出兩個(gè)或兩個(gè)以上電壓或電流信號(hào)，因此本發(fā)明的太陽(yáng)能發(fā)電 系統(tǒng)最大功率跟蹤方法與裝置具有簡(jiǎn)化構(gòu)造及降低制造成本的功效。
圖5揭示本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)架構(gòu)的方塊圖。 請(qǐng)參鬩第5圖所示，該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)1包舍一太陽(yáng)能電池組10及一 直流/直流轉(zhuǎn)換器11。該直流/直流轉(zhuǎn)換器11包含一最大功率跟蹤裝置。 該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)1輸出一直流功率，其可選擇供應(yīng)給一蓄電池6及一 直流負(fù)載7 。本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的控制原理與本 發(fā)明第 一較佳實(shí)施例的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)一樣，不再贅述。
雖然本發(fā)明已利用前述較佳實(shí)施例詳細(xì)揭示，然其并非用以限定本 發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各 種的更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)所要求的內(nèi)容 為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方法將一個(gè)直流/直流轉(zhuǎn)換器連接至一個(gè)太陽(yáng)能電池組，一個(gè)控制器將該直流/直流轉(zhuǎn)換器操作成具有有源電阻特性的電能轉(zhuǎn)換器；利用一個(gè)最大功率跟蹤電路調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器的有源電阻的大小；觀察該太陽(yáng)能電池組的輸出功率產(chǎn)生一個(gè)變化量，若該太陽(yáng)能電池組的輸出功率的變化量為正，則繼續(xù)調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，使其有源電阻特性往相同方向變化；反之，若該太陽(yáng)能電池組的輸出功率的變化量為負(fù)，則繼續(xù)調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，使其有源電阻特性往相反方向變化；重復(fù)利用該最大功率跟蹤電路調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，以改變其操作的有源電阻的大小，以便跟蹤該太陽(yáng)能電池組的一個(gè)最大輸出功率點(diǎn)，并在該最大輸出功率點(diǎn)附近來(lái)回?cái)_動(dòng)。
2、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方法，其 中該最大功率跟蹤電路包含步驟A 、提供該直流/直流轉(zhuǎn)換器操作的有源電阻控制信號(hào)的 一 個(gè)初始值 及一個(gè)變化量的新值，并運(yùn)作一段時(shí)間間隔，使該直流/直流轉(zhuǎn)換器的 電壓及電流穩(wěn)定；B、 測(cè)量并計(jì)算該太陽(yáng)能電池組對(duì)應(yīng)該有源電阻控制信號(hào)初始值所 產(chǎn)生的該太陽(yáng)能電池組的輸出功率的初始值；C、 利用該有源電阻控制信號(hào)的初始值為該有源電阻控制信號(hào)的舊 值，利用該太陽(yáng)能電池組的輸出功率的初始值為該太陽(yáng)能電池組的輸出 功率的舊值； D 、該有源電阻控制信號(hào)的舊值加 一 個(gè)變化量的新值作為該有源電 阻控制信號(hào)的新值，將該變化量的新值取代成為該變化量的舊值并運(yùn)作 一段時(shí)間間隔，以穩(wěn)定該直流/直流轉(zhuǎn)換器的電壓及電流；E 、測(cè)量并計(jì)算該太陽(yáng)能電池組對(duì)應(yīng)該有源電阻控制信號(hào)的新值所 產(chǎn)生的該太陽(yáng)能電池組的輸出功率，并作為該太陽(yáng)能電池組的輸出功率 的新值；F、 比較該太陽(yáng)能電池組的輸出功率的新值與舊值的變化量；G、 若該太陽(yáng)能電池組的輸出功率的新值與舊值的變化量為正，則 該有源電阻控制信號(hào)的變化量新值與該變化量舊值相同；反之，若該太 陽(yáng)能電池組的輸出功率的新值與舊值的變化量為負(fù)，則該有源電阻控制 信號(hào)的變化量新值為該變化量舊值取負(fù)號(hào)；H、 利用該有源電阻控制信號(hào)的新值作為該有源電阻的舊值，利用 該太陽(yáng)能電池組的輸出功率的新值作為該太陽(yáng)能電池組的輸出功率的 舊值；I、 重復(fù)步驟D至H。
3、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方法，其 中該控制器包含一個(gè)電流檢出器、 一個(gè)乘法器、 一個(gè)放大器及一個(gè)脈寬 調(diào)制電路；該控制器的該乘法器連接至該最大功率跟蹤電路。
4、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方法，其 中該控制器的輸出為 一 個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制該直流/直流轉(zhuǎn)換 器內(nèi)的電力電子開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通及截止。
5、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方法，其 中該控制器檢出一個(gè)電感器的電流，并產(chǎn)生比例于該電感器的電流與該 有源電阻控制信號(hào)乘積的信號(hào)作為一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)，以控制該直流/ 直流轉(zhuǎn)換器操作成有源電阻。
6、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方法，其 中利用該電感器檢出電流的平均值計(jì)算其平方值，該平方值再乘以該有 源電阻控制信號(hào)，以計(jì)算該太陽(yáng)能電池組的輸出功率。
7、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方法，其 中該直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出能量供應(yīng)至 一個(gè)直流/交流轉(zhuǎn)換器。
8、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方法，其 中該直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出能量供應(yīng)至一個(gè)直流負(fù)載及蓄電池。
9、 一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤裝置，其包含 一個(gè)太陽(yáng)能電池組，其用以提供一個(gè)輸出能量； 一個(gè)直流/直流轉(zhuǎn)換器，其連接至該太陽(yáng)能電池組，如此該太陽(yáng)能電池組經(jīng)由該直流/直流轉(zhuǎn)換器提供輸出功率，該直流/直流轉(zhuǎn)換器搡作 成具有有源電阻特性的電能轉(zhuǎn)換器；一個(gè)最大功率跟蹤電路，其連接至該直流/直流轉(zhuǎn)換器的控制器， 該最大功率跟蹤電路輸出 一 個(gè)有源電阻控制信號(hào)；借助該最大功率跟蹤電路調(diào)整該有源電阻控制信號(hào)的變化量，以便 跟蹤該太陽(yáng)能電池組的一個(gè)最大輸出功率點(diǎn)，并在該最大輸出功率點(diǎn)附 近來(lái)回?cái)_動(dòng)。
10、 如權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤裝置，其 中該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)連接至一個(gè)直流/交流轉(zhuǎn)換器，如此該太陽(yáng)能發(fā)電 系統(tǒng)輸出的 一 個(gè)直流功率經(jīng)由該直流/交流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成 一 個(gè)交流功 率，輸送至一個(gè)配電系統(tǒng)，該直流/交流轉(zhuǎn)換器并作為該太陽(yáng)能發(fā)電系 統(tǒng)輸出電壓的穩(wěn)壓控制。
11、 如權(quán)利要求9所迷的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤裝置，其 中該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)連接至一個(gè)直流負(fù)載及蓄電池。
12、 依權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤裝置，其 中該直流/直流轉(zhuǎn)換器包含一個(gè)輸入電容器、 一個(gè)電感器、 一個(gè)電力電 子開(kāi)關(guān)、 一個(gè)二極管及一個(gè)輸出電容器及一個(gè)控制器。
13、 如權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤裝置，其 中該控制器包含一個(gè)電流檢測(cè)器、 一個(gè)乘法器、 一個(gè)放大器及一個(gè)脈寬 調(diào)制電路。
14、 如權(quán)利要求13所迷的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤裝置， 其中該控制器的輸出為 一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制該電力電子開(kāi)關(guān) 的導(dǎo)通及截止。
15、 如權(quán)利要求13所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤裝置， 其中該電流檢測(cè)器檢出該直流/直流轉(zhuǎn)換器的電感器的電流。
16、 如權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤裝置，其 中將檢測(cè)出的該直流/直流轉(zhuǎn)換器的電感器電流與該最大功率跟蹤電路 的有源電阻控制信號(hào)相乘，以便該控制器產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將該驅(qū)動(dòng) 信號(hào)控制該直流/直流轉(zhuǎn)換器的電力電子開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通及截止，因此該控 制器將該直流/直流轉(zhuǎn)換器操作成具有有源電阻特性的 一 個(gè)電能轉(zhuǎn)換 器。
17、 如權(quán)利要求9項(xiàng)所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方法， 其中該最大功率跟蹤電路利用檢測(cè)的該電感器電流的平均值計(jì)算其平 方值，該平方值再乘以該有源電阻值控制信號(hào)，以計(jì)算該太陽(yáng)能電池組 的輸出功率。
全文摘要
一種太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤方法及裝置，將直流/直流轉(zhuǎn)換器連接至太陽(yáng)能電池組，控制器將該直流/直流轉(zhuǎn)換器操作成具有有源電阻特性的電能轉(zhuǎn)換器以供應(yīng)功率給直流/交流電能轉(zhuǎn)換器或直流負(fù)載；利用最大功率跟蹤電路調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，改變其操作的有源電阻的大?。挥^察該太陽(yáng)能電池組輸出功率產(chǎn)生變化量，若該太陽(yáng)能電池組輸出功率的變化量為正，則繼續(xù)調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，使有源電阻特性往相同方向變化；反之，若該太陽(yáng)能電池組輸出功率的變化量為負(fù)，則調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，使其有源電阻特性往相反方向變化；重復(fù)利用該最大功率跟蹤電路調(diào)整該直流/直流轉(zhuǎn)換器，以改變其操作有源電阻的大小，跟蹤該太陽(yáng)能電池組的最大輸出功率點(diǎn)，并在該最大輸出功率點(diǎn)附近來(lái)回?cái)_動(dòng)。
文檔編號(hào)G05F1/67GK101105697SQ20061009849
公開(kāi)日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月11日
發(fā)明者馮雅聰, 吳晉昌, 周宏亮, 蔣文榮, 賴立祥 申請(qǐng)人:盈正豫順電子股份有限公司