本發(fā)明涉及一種太陽能光伏發(fā)電控制技術(shù)，具體的說,是涉及一種太陽能光伏發(fā)電快速準(zhǔn)確MPPT控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

太陽能光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應(yīng)效應(yīng)，由太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，具有綠色環(huán)保、無污染、無噪音、可再生等優(yōu)點(diǎn)，是重要的可再生新能源發(fā)電之一。同時(shí)，由于需要太陽能光伏發(fā)電受到光照、溫度等環(huán)境因素較大，為了更好的實(shí)現(xiàn)最大效率發(fā)電，需要采用最大功率跟蹤控制技術(shù)，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率。目前有很多的可以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電最大功率跟蹤控制技術(shù)及不同的控制方法，這些控制方法大多基于光伏輸出電參數(shù)進(jìn)行反饋、預(yù)測(cè)等控制進(jìn)行的。根據(jù)光伏電池的特性，影響光伏發(fā)電的主要環(huán)境參數(shù)為光照和溫度，采用這兩者作為反饋量，可以提高光伏發(fā)電最大功率跟蹤控制的速度和精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是：提出了控制系統(tǒng)可以直接采取光照度、溫度等參數(shù)，將其作為控制器的修正因子，提高控制速度和精度。并基于此控制系統(tǒng)的一種光伏發(fā)電最大功率控制方法，根據(jù)不同應(yīng)用需求采用對(duì)應(yīng)的控制方法，使得控制系統(tǒng)適用性更廣。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種太陽能光伏發(fā)電MPPT控制系統(tǒng)，包括太陽能光伏參數(shù)采集模塊、輸出電參數(shù)采集模塊、智能控制模塊和設(shè)定模塊；所述太陽能光伏參數(shù)采集模塊和輸出電參數(shù)采集模塊的數(shù)據(jù)輸出連接到智能控制模塊的數(shù)據(jù)輸入端；所述設(shè)定模塊為人機(jī)接口模塊，設(shè)定控制模式。

優(yōu)選的，所述太陽能光伏參數(shù)采集模塊，包括光照度(I)溫度(T)采集單元和光伏電池輸出電壓(Upv)、電流(Ipv)采集單元，其中各采集單元均采用獨(dú)立接口。

優(yōu)選的，所述輸出電參數(shù)采集模塊包括變換器輸出電壓(Uo)和電流(Io)采集單元。

優(yōu)選的，所述智能控制模塊包括常規(guī)控制算法模塊、變論域模糊控制算法模塊，復(fù)合控制算法模塊和最大功率跟蹤控制模式。

優(yōu)選的，最大功率跟蹤控制模式包括常規(guī)控制模式、光照度反饋控制模式和溫度反饋控制模式、智能復(fù)合控制模式；其中在光照度反饋和溫度反饋控制模式下，將光照度/溫度反饋值的誤差信號(hào)作為變論域模糊控制的論域調(diào)節(jié)因子，提高智能控制的響應(yīng)速度和跟蹤控制精度。

優(yōu)選的，所述智能控制模塊還包括參數(shù)輸入接口，控制輸出。

一種太陽能光伏發(fā)電MPPT控制系統(tǒng)的控制方法，具體包括以下步驟：

S1：讀取設(shè)定模塊的人機(jī)接口模塊的設(shè)定信息，判定跟蹤控制模式，調(diào)節(jié)太陽能光伏參數(shù)采集模塊和智能控制模塊的工作模式；

S2：進(jìn)入設(shè)定的最大功率跟蹤控制模式，具體為：

A)常規(guī)控制模式：無需采集環(huán)境參數(shù)，根據(jù)采集的光伏輸出或者變換器輸出參數(shù)，直接實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制，其中又可以分為單電壓、單電流或者電壓電流同時(shí)采集模式，對(duì)應(yīng)的分別為電壓法、電流法和功率法最大功率控制模式；

B)光照度反饋控制模式和溫度反饋控制模式，采集光照度和溫度參數(shù)信息，并將其變化率作為變論域模糊控制器的論域變化調(diào)節(jié)因子，變論域調(diào)節(jié)因子具體算法如下：

(1)單獨(dú)采用光照度反饋控制模式時(shí)：

或者

(2)單獨(dú)采用光照度和溫度雙反饋控制模式時(shí)：

C)智能復(fù)合控制模式，該模式可以實(shí)現(xiàn)模式(A)和模式(B)的復(fù)合控制，即在跟蹤誤差在一定的設(shè)定閾值外時(shí)采用常規(guī)控制，否則采用反饋智能控制；

S3：根據(jù)步驟S2的控制調(diào)節(jié)結(jié)果輸出對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)最大功率快速準(zhǔn)確控制。

由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的一種太陽能光伏發(fā)電MPPT控制系統(tǒng)及控制方法，根據(jù)不同工程應(yīng)用需求，靈活選擇采用不同的光伏發(fā)電最大功率跟蹤控制模式，并充分考慮太陽能光伏發(fā)電，有針對(duì)的可選擇直接采用光照強(qiáng)度、溫度反饋智能閉環(huán)控制，并將其變化量作為變論域模糊控制的領(lǐng)域調(diào)節(jié)因子，可以進(jìn)一步提升控制的響應(yīng)速度和跟蹤控制精度。該控制系統(tǒng)及控制方法，可以在太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用推廣。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明：

附圖1為本發(fā)明的一種太陽能光伏發(fā)電MPPT控制系統(tǒng)的應(yīng)用組成結(jié)構(gòu)框圖；

附圖2為本發(fā)明的一種太陽能光伏發(fā)電MPPT控制系統(tǒng)的智能控制模塊組成圖；

附圖3為本發(fā)明的一種太陽能光伏發(fā)電MPPT控制系統(tǒng)的控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來說明本發(fā)明。

如附圖1所示為本發(fā)明所述的一種太陽能光伏發(fā)電MPPT控制系統(tǒng)，包括太陽能光伏參數(shù)采集模塊11、輸出電參數(shù)采集模塊12、智能控制模塊13和設(shè)定模塊14；所述太陽能光伏參數(shù)采集模塊11和輸出電參數(shù)采集模塊12的數(shù)據(jù)輸出連接到智能控制模塊13的數(shù)據(jù)輸入端，供智能控制模塊13調(diào)用；所述設(shè)定模塊14為人機(jī)接口模塊，可以根據(jù)工程實(shí)際應(yīng)用需要不同的控制方式，接收人機(jī)接口的輸入，并輸出相應(yīng)的控制指令，按需調(diào)整智能模塊的最大功率跟蹤控制模式。所述太陽能光伏發(fā)電MPPT控制系統(tǒng)1應(yīng)用時(shí)需與常用帶直流變換環(huán)節(jié)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)模塊2相配合。

所述太陽能光伏參數(shù)采集模塊11，包括光照度(I)溫度(T)采集單元和光伏電池輸出電壓(Upv)、電流(Ipv)采集單元，其中各采集單元均采用獨(dú)立接口。

所述輸出電參數(shù)采集模塊12包括變換器輸出電壓(Uo)和電流(Io)采集單元。

所述智能控制模塊13包括常規(guī)控制算法模塊、變論域模糊控制算法模塊，復(fù)合控制算法模塊和最大功率跟蹤控制模式。

所述最大功率跟蹤控制模式包括常規(guī)控制模式、光照度反饋控制模式和溫度反饋控制模式、智能復(fù)合控制模式；其中在光照度反饋和溫度反饋控制模式下，將光照度/溫度反饋值的誤差信號(hào)作為變論域模糊控制的論域調(diào)節(jié)因子，提高智能控制的響應(yīng)速度和跟蹤控制精度。

如圖2所示，為一種太陽能光伏發(fā)電MPPT控制系統(tǒng)的智能控制模塊13由參數(shù)輸入接口130、常規(guī)控制算法模塊131、變論域模糊控制算法模塊132、控制輸出133組成。其中參數(shù)輸入接口130可以接收來自太陽能光伏數(shù)采集模塊11和輸出電參數(shù)采集模塊12所采集處理的六個(gè)參數(shù)，可以根據(jù)控制系統(tǒng)控制模式的不同需要，決定輸入哪個(gè)或者哪幾個(gè)參數(shù)。所述的控制輸出133輸出由控制模塊運(yùn)算后的控制信號(hào)。

如圖3所示，一種太陽能光伏發(fā)電MPPT控制系統(tǒng)的控制方法，具體包括以下步驟：

S1：讀取設(shè)定模塊的人機(jī)接口模塊的設(shè)定信息，判定跟蹤控制模式，調(diào)節(jié)太陽能光伏參數(shù)采集模塊和智能控制模塊的工作模式；

S2：進(jìn)入設(shè)定的最大功率跟蹤控制模式，具體為：

A)常規(guī)控制模式：無需采集環(huán)境參數(shù)，根據(jù)采集的光伏輸出或者變換器輸出參數(shù)，直接實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制，其中又可以分為單電壓、單電流或者電壓電流同時(shí)采集模式，對(duì)應(yīng)的分別為電壓法、電流法和功率法最大功率控制模式；

B)光照度反饋控制模式和溫度反饋控制模式，采集光照度和溫度參數(shù)信息，并將其變化率作為變論域模糊控制器的論域變化調(diào)節(jié)因子，變論域調(diào)節(jié)因子具體算法如下：

(1)單獨(dú)采用光照度反饋控制模式時(shí)：

或者

(2)單獨(dú)采用光照度和溫度雙反饋控制模式時(shí)：

C)智能復(fù)合控制模式，該模式可以實(shí)現(xiàn)模式(A)和模式(B)的復(fù)合控制，即在跟蹤誤差在一定的設(shè)定閾值外時(shí)采用常規(guī)控制，否則采用反饋智能控制；

S3：根據(jù)步驟S2的控制調(diào)節(jié)結(jié)果輸出對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)最大功率快速準(zhǔn)確控制。

上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。