一種應(yīng)用于光伏充電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤的控制方法
【專利摘要】一種應(yīng)用于光伏充電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤的控制方法。屬于電氣控制【技術(shù)領(lǐng)域】。電路硬件上只采集輸出的電流信號；利用單片機(jī)的運算處理能力，對直流變換器的脈寬實施控制和調(diào)節(jié)，用太陽能組件發(fā)出的電能經(jīng)直流變換器給蓄電池充電，并根據(jù)日照強(qiáng)度的變化，實時地調(diào)節(jié)直流變換器的脈寬，使輸出功率接近太陽電池組件的最大功率點運行。本發(fā)明的技術(shù)效果：經(jīng)設(shè)備運行后確定，硬件上只采集輸出的電流信號，軟件太陽能最大功率點跟蹤的誤差小于1％，硬件效率大于93％。
【專利說明】一種應(yīng)用于光伏充電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種應(yīng)用于光伏充電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤的控制方法。屬于電氣控制【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]最大功率點跟蹤是太陽能發(fā)電中的一項重要的關(guān)鍵技術(shù)，它是指，為充分利用太陽能，控制改變太陽能電池陣列的輸出電壓或電流的方法，使陣列始終工作在最大功率點上。
[0003]目前常用的太陽能最大功率點跟蹤算法有恒定電壓跟蹤法、登山法、滯環(huán)比較法、二次插值法等，但這些算法基本都是采集電池組件輸出的電壓和電流值后進(jìn)行最大功率點跟蹤運算，這些算法都存在跟蹤的速度較慢，采集信號多(電流和電壓)，在光伏充電系統(tǒng)中應(yīng)用時，表現(xiàn)出來的現(xiàn)象就是系統(tǒng)故障率高(采集信號多，增加了硬件的復(fù)雜性和故障率)，在光照發(fā)生劇烈變化時，系統(tǒng)響應(yīng)慢，軟件易發(fā)生死機(jī)等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的針對上述不足，硬件上只采集輸出的電流信號，簡化了硬件電路，減少了故障率。設(shè)計一新的控制方法，利用單片機(jī)的運算處理能力，對直流變換器的脈寬實施控制和調(diào)節(jié)，用太陽能組件發(fā)出的電能經(jīng)直流變換器給蓄電池充電，并根據(jù)日照強(qiáng)度的變化，實時地調(diào)節(jié)直流變換器的脈寬，使輸出功率接近太陽電池組件的最大功率。
[0005]一種應(yīng)用于光伏充電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤的控制方法，含有以下步驟:
[0006]步驟1:初始化各變量；PWM占空比變量P = 0 ;占空比修正變量D = I ;占空比固定的偏移常量M = 5 ；
[0007]步驟2:以當(dāng)前PWM占空比值P輸出，并保存為P_A ;采集一次電流，并保存為I_A ；
[0008]步驟3:PWM占空比值P在P_A基礎(chǔ)上減去一個常量M ;輸出此時的PWM占空比值P_B，采集一次電流，保存為I_B ；
[0009]步驟4:PWM占空比值P在P_A基礎(chǔ)上加上一個常量M ;輸出此時的PWM占空比值P_c，采集一次電流，保存為I_C ；
[0010]步驟5 =PWM占空比值P改回之前保存的P_A ；
[0011]步驟6:判斷1_8和1_(:是否都比I_A要?。蝗绻?，轉(zhuǎn)到步驟9，如果否，執(zhí)行步驟7 ；
[0012]步驟7:判斷如果I_B大于I_C，接著判斷當(dāng)前修正值D的正負(fù)，如果為負(fù)，修正值D減小1，如果為正，修正值D設(shè)為-1 ;如果I_B小于I_C，接著判斷當(dāng)前修正值的正負(fù)，如果為正，修正值D增加I，如果為負(fù)修正值D設(shè)為I ;
[0013]步驟8 =PWM占空比值P與修正值D值疊加，產(chǎn)生一個新的P值；即P = P+D ;
[0014]步驟9:輸出新的PWM占空比值P ;跳轉(zhuǎn)到步驟2 ;依此循環(huán)，逐步加速逼近最大功率點；到達(dá)后急停；動態(tài)地保持住臨近最大功率點的電壓。[0015]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0016]經(jīng)設(shè)備運行后確定，硬件上只采集輸出的電流信號，軟件太陽能最大功率點跟蹤的誤差小于I %，硬件效率大于93%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中:
[0018]圖1為本發(fā)明的硬件框圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的程序流程圖。
【具體實施方式】
[0020]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021]實施例1:如圖1的硬件框圖所示，單片機(jī)連接電流采集裝置和太陽能電池組件，單片機(jī)將脈寬輸出指令信號連接DC-DC直流變換器，DC-DC直流變換器連接太陽能電池組件和蓄電池。
[0022]太陽能電池組件給DC-DC直流變換器和單片機(jī)供電，電流采集裝置采集輸出電流信號送入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)輸出電流的變化，運算處理后輸出脈寬輸出指令控制信號到DC-DC直流變換器后，DC-DC直流變換器控制輸出電流值，完成太陽能最大功率點跟蹤的控制。
[0023]實施例2:如圖2的程序流程圖所不，一種應(yīng)用于光伏充電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤的控制方法，含有以下步驟；
[0024]步驟1:初始化各變量；PWM占空比變量P = O ;占空比修正變量D = I ;占空比固定的偏移常量M = 5 ；
[0025]步驟2:以當(dāng)前PWM占空比值P輸出，并保存為P_A ;采集一次電流，并保存為IA ；
[0026]步驟3:PWM占空比值P在P_A基礎(chǔ)上減去一個常量M ;輸出此時的PWM占空比值P_B，采集一次電流，保存為I_B ；
[0027]步驟4:PWM占空比值P在P_A基礎(chǔ)上加上一個常量M ;輸出此時的PWM占空比值P_c，采集一次電流，保存為I_C ；
[0028]步驟5 =PWM占空比值P改回之前保存的P_A ；
[0029]步驟6:判斷I_B和I_C是否都比I_A要??；如果是，轉(zhuǎn)到步驟9，如果否，執(zhí)行步驟7 ；
[0030]步驟7:判斷如果I_B大于I_C，接著判斷當(dāng)前修正值D的正負(fù)，如果為負(fù)，修正值D減小1，如果為正，修正值D設(shè)為-1 ;如果I_B小于I_C，接著判斷當(dāng)前修正值的正負(fù)，如果為正，修正值D增加I，如果為負(fù)修正值D設(shè)為I ;
[0031]步驟8 =PWM占空比值P與修正值D值疊加，產(chǎn)生一個新的P值；即P = P+D ;
[0032]步驟9:輸出新的PWM占空比值P ;跳轉(zhuǎn)到步驟2 ;依此循環(huán)，逐步加速逼近最大功率點；到達(dá)后急停；動態(tài)地保持住臨近最大功率點的電壓。
[0033]實施例3:如圖2的程序流程圖所示，一種應(yīng)用于光伏充電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤的控制方法，含有以下步驟；
[0034]步驟I ;初始化；設(shè)置:
[0035]P = 0 PWM占空比控制變量；
[0036]D = I PWM占空比修正變量；
[0037]M = 5 PWM占空比固定偏移常量；
[0038]步驟2 ;保存當(dāng)前P值為P_A，采集一次電流，保存為I_A ；
[0039]步驟3 ;賦值P = P_A-M,采集一次電流，保存為I_B ；
[0040]步驟4 ;賦值P = P_A+M,采集一次電流，保存為I_C ；
[0041]步驟5 ;恢復(fù)P值，即P = P_A ；
[0042]步驟6 ;如果I_A >= I_B并且I_A >= I_C ;如果是，轉(zhuǎn)向步驟15 ;否則轉(zhuǎn)向步驟7 ；
[0043]步驟7 ;如果I_B > I_C，如果是，轉(zhuǎn)向步驟8 ;否則轉(zhuǎn)向步驟11 ；
[0044]步驟8 ;如果D < 0，如果是，轉(zhuǎn)向步驟9 ;否則轉(zhuǎn)向步驟10 ；
[0045]步驟9;賦值 D = D-1;
[0046]步驟10;賦值 D =-1;
[0047]步驟11 ;如果D > 0，如果是，轉(zhuǎn)向步驟12 ;否則轉(zhuǎn)向步驟13 ；
[0048]步驟12 ;賦值 D = D+1 ;
[0049]步驟13;賦值D = I;
[0050]步驟14 ；PWM原值與修正值疊加，即P = P+D ；
[0051]步驟15 ;輸出新的P值；跳轉(zhuǎn)到步驟2 ;依此循環(huán)。
[0052]如上所述，對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏充電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤的控制方法，其特征是:電路硬件上只采集輸出的電流信號；利用單片機(jī)的運算處理能力，對直流變換器的脈寬實施控制和調(diào)節(jié)，用太陽能組件發(fā)出的電能經(jīng)直流變換器給蓄電池充電，并根據(jù)日照強(qiáng)度的變化，實時地調(diào)節(jié)直流變換器的脈寬，使輸出功率接近太陽電池組件的最大功率點運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于光伏充電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤的控制方法，其特征是含有以下步驟: 步驟1:初始化各變量；PWM占空比變量P = O ;占空比修正變量D = I ;占空比固定的偏移常量M = 5 ; 步驟2:以當(dāng)前PWM占空比值P輸出，并保存為P_A;采集一次電流，并保存為I_A; 步驟3:PWM占空比值P在P_A基礎(chǔ)上減去一個常量M ;輸出此時的PWM占空比值？_8，采集一次電流，保存為I_B ； 步驟4:PWM占空比值P在P_A基礎(chǔ)上加上一個常量M ;輸出此時的PWM占空比值？_〇，采集一次電流，保存為I_C ； 步驟5 =PWM占空比值P改回之前保存的P_A ； 步驟6:判斷I_B和I_C是否都比I_A要小；如果是，轉(zhuǎn)到步驟9，如果否，執(zhí)行步驟7 ； 步驟7:判斷如果I_B大于I_C，接著判斷當(dāng)前修正值D的正負(fù)，如果為負(fù)，修正值D減小1，如果為正，修正值D設(shè)為-1 ;如果I_B小于I_C，接著判斷當(dāng)前修正值的正負(fù)，如果為正，修正值D增加I，如果為負(fù)修正值D設(shè)為I ; 步驟8 =PWM占空比值P與修正值D值疊加，產(chǎn)生一個新的P值；即P = P+D ; 步驟9:輸出新的PWM占空比值P ;跳轉(zhuǎn)到步驟2 ;依此循環(huán)，逐步加速逼近最大功率點；到達(dá)后急停；動態(tài)地保持住臨近最大功率點的電壓。
【文檔編號】H02J7/00GK103529898SQ201310308402
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】孫良欣, 劉文革, 蔣羽, 張坡 申請人:北京吉陽技術(shù)股份有限公司