一種太陽能電池組件的最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能電池組件的最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，太陽能電池發(fā)電功率小并且轉(zhuǎn)化率低，電池的輸出電流電壓呈一定的關(guān)系，當(dāng)電壓電流到達(dá)特定值的時候可實現(xiàn)太陽能電池的功率最大輸出。如果直接連接負(fù)載會導(dǎo)致電能的浪費(fèi)，不能達(dá)到最大的功率輸出，時間久了必會導(dǎo)致能量損失。特別是大型發(fā)電站，造成的損失難以估量。
[0003]傳統(tǒng)的太陽能發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤(mppt)控制器的mcu通常為51單片機(jī)或者DSP控制器，并且大都采用恒定電壓法跟蹤最大功率點(diǎn)，但并不是真正意義上的最大功率點(diǎn)跟蹤控制器。51單片機(jī)的運(yùn)算速率受限制，可拓展性差，自身功能少，需另外增加電路，使電路更加復(fù)雜。DSP控制器運(yùn)算速率快但是價格是普通mcu的數(shù)十倍不利于控制成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種太陽能電池組件的最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法，所述方法對太陽能電池組件的輸出電流電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)電壓電流到達(dá)特定值的時候?qū)崿F(xiàn)太陽能電池組件的功率最大輸出。
本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種太陽能電池組件的最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法，所述方法利用太陽能電池跟蹤控制器進(jìn)行跟蹤、控制和輸出，所述太陽能電池跟蹤控制器內(nèi)部設(shè)有電壓檢測模塊、MOSFET管、ACS712芯片和ARM芯片，使用大步長尋找當(dāng)前被測的太陽能電池組件的最大功率點(diǎn)可能存在的區(qū)間，算法進(jìn)入初始化后采集一個點(diǎn)，然后在這個點(diǎn)兩側(cè)各取一個點(diǎn)，找這三個點(diǎn)中功率最大的點(diǎn)，如果找到一個點(diǎn)兩側(cè)的點(diǎn)的功率都小于這個點(diǎn)則切換至電導(dǎo)增量計算流程進(jìn)行處理和計算，所述電導(dǎo)增量計算就是對被測的太陽能電池組件進(jìn)行輸出電壓采集和電流采集，電壓采集是用所述電壓檢測模塊獲取數(shù)據(jù)，電壓檢測模塊由兩個電阻串聯(lián)然后經(jīng)過運(yùn)算放大器組成，電流采集利用ACS712芯片轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，經(jīng)過計算和轉(zhuǎn)化后，輸出PffM波給ARM芯片來控制MOSFET管的通斷，進(jìn)而追蹤太陽能電池組件輸出的最大功率點(diǎn)，利用所述的電導(dǎo)增量計算能準(zhǔn)確跟蹤到最大功率點(diǎn)位置，計算出最大功率點(diǎn)位置后，太陽能電池跟蹤控制器將利用內(nèi)部的電壓電流調(diào)節(jié)單元對太陽能電池組件的輸出進(jìn)行電流或電壓調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)太陽能電池組件最大功率的輸出目的，具體算法步驟為:
I.初始化，電流11清零，電壓Ul清零，電壓U2清零，功率Pl清零，
功率P2清零，功率P3清零，功率P清零；
2采集任意一個點(diǎn)的電流11、電壓UI，求出功率PI，把PI保存到P;
3、使1]2=1]1+厶1]，求出此時功率卩2;
4、使1]3=1]1-厶1]，求出此時功率卩3; 5、比較Pl、P2、P3，找最大值然后保存到PI中；
6、判斷Pl是否等于P，P1不等于P，則原Pl沒有達(dá)到最大功率點(diǎn)附近，重新進(jìn)行1-5步驟；
7、當(dāng)Pl等于P，說明原Pl已經(jīng)到達(dá)最大功率點(diǎn)附近，算法進(jìn)入電導(dǎo)增量計算，進(jìn)行更精確的跟蹤。
[0005]本發(fā)明具有如下有益效果:
1)本發(fā)明對太陽能電池組件的輸出電流電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)電壓電流到達(dá)特定值的時候?qū)崿F(xiàn)太陽能電池組件的功率最大輸出。
2)本發(fā)明所述算法能對太陽能電池組件的輸出進(jìn)行嚴(yán)格控制，能有效利用電流電壓的關(guān)聯(lián)關(guān)系，使得太陽能電池組件的輸出始終處于高效率狀態(tài)，極大地提高了組件的使用效率。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明算法流程示意圖。
[0007]【具體實施方式】:
以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0008]參見圖1所示，本發(fā)明涉及一個太陽能電池組件的最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法，所述方法利用太陽能電池跟蹤控制器進(jìn)行跟蹤、控制和輸出，太陽能電池跟蹤控制器包括升降壓變換器主電路、核心控制器M⑶、ACS712芯片、檢測模塊、顯示模塊，檢測模塊包括電流檢測模塊和電壓檢測模塊，其中太陽能電池組件電路板輸出電壓采集是用兩個電阻串聯(lián)然后經(jīng)過運(yùn)放獲取，電流采集利用ACS712芯片轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集計算轉(zhuǎn)化。核心控制芯片MCU通過檢測模塊對太陽能電池的輸出電壓和電流進(jìn)行采集，并通過電導(dǎo)增量計算輸出PWM波給驅(qū)動模塊來控制主電路中的MOSFET管的通斷進(jìn)而追蹤太陽能電池輸出的最大功率點(diǎn)。根據(jù)最大功率點(diǎn)，太陽能電池跟蹤控制器利用內(nèi)部的電壓電流調(diào)節(jié)單元對太陽能電池組件的輸出進(jìn)行電流或電壓調(diào)節(jié)計算，計算出準(zhǔn)確數(shù)字后，調(diào)節(jié)輸出電壓或電流，從而實現(xiàn)太陽能電池組件最大功率的輸出目的，具體算法步驟為:
I.初始化，電流11清零，電壓Ul清零，電壓U2清零，功率Pl清零，
功率P2清零，功率P3清零，功率P清零；
2采集任意一個點(diǎn)的電流11、電壓UI，求出功率PI，把PI保存到P;
3、使1]2=1]1+厶1]，求出此時功率卩2;
4、使1]3=1]1-厶1]，求出此時功率卩3;
5、比較Pl、P2、P3，找最大值然后保存到PI中；
6、判斷Pl是否等于P，P1不等于P，則原Pl沒有達(dá)到最大功率點(diǎn)附近，重新進(jìn)行1-5步驟；
7、當(dāng)Pl等于P，說明原Pl已經(jīng)到達(dá)最大功率點(diǎn)附近，算法進(jìn)入電導(dǎo)增量計算，進(jìn)行更精確的跟蹤。
[0009]所述電導(dǎo)增量計算就是對被測的太陽能電池組件進(jìn)行輸出電壓采集和電流采集，電壓采集是用所述電壓檢測模塊獲取數(shù)據(jù)，電壓檢測模塊由兩個電阻串聯(lián)然后經(jīng)過運(yùn)算放大器組成，電流采集利用ACS712芯片轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，經(jīng)過計算和轉(zhuǎn)化后，本發(fā)明對太陽能電池組件的輸出電流電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)電壓電流到達(dá)特定值的時候?qū)崿F(xiàn)太陽能電池組件的功率最大輸出。
【主權(quán)項】
1.一種太陽能電池組件的最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法，所述方法利用太陽能電池跟蹤控制器進(jìn)行跟蹤、控制和輸出，所述太陽能電池跟蹤控制器內(nèi)部設(shè)有電壓檢測模塊、MOSFET管、ACS712芯片和ARM芯片，使用大步長尋找當(dāng)前被測的太陽能電池組件的最大功率點(diǎn)可能存在的區(qū)間，其特征是，算法進(jìn)入初始化后采集一個點(diǎn)，然后在這個點(diǎn)兩側(cè)各取一個點(diǎn)，找這三個點(diǎn)中功率最大的點(diǎn)，如果找到一個點(diǎn)兩側(cè)的點(diǎn)的功率都小于這個點(diǎn)則切換至電導(dǎo)增量計算流程進(jìn)行處理和計算，所述電導(dǎo)增量計算就是對被測的太陽能電池組件進(jìn)行輸出電壓采集和電流采集，電壓采集是用所述電壓檢測模塊獲取數(shù)據(jù)，電壓檢測模塊由兩個電阻串聯(lián)然后經(jīng)過運(yùn)算放大器組成，電流采集利用ACS712芯片轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，經(jīng)過計算和轉(zhuǎn)化后，輸出P麗波給ARM芯片來控制MOSFET管的通斷，進(jìn)而追蹤太陽能電池組件輸出的最大功率點(diǎn)，利用所述的電導(dǎo)增量計算能準(zhǔn)確跟蹤到最大功率點(diǎn)位置，實現(xiàn)太陽能電池組件最大功率的輸出目的，具體算法步驟為: 1)、初始化，電流11清零，電壓Ul清零，電壓U2清零，功率Pl清零，功率P2清零，功率P3清零，功率P清零； 2)、采集任意一個點(diǎn)的電流I1、電壓Ul，求出功率Pl，把Pl保存到P; 3)、使1]2=1]1+厶1]，求出此時功率卩2; 4)、使1]3=1]1-厶1]，求出此時功率卩3; 5)、比較Pl、P2、P3，找最大值然后保存到Pl中； 6)、判斷Pl是否等于P，P1不等于P，則原Pl沒有達(dá)到最大功率點(diǎn)附近，重新進(jìn)行1-5步驟； 7)、當(dāng)Pl等于P，說明原Pl已經(jīng)到達(dá)最大功率點(diǎn)附近，算法進(jìn)入電導(dǎo)增量計算，進(jìn)行更精確的跟蹤D
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽能電池組件的最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法，所述方法利用太陽能電池跟蹤控制器進(jìn)行跟蹤、控制和輸出，所述太陽能電池跟蹤控制器內(nèi)部設(shè)有電壓檢測模塊、MOSFET管、ACS712芯片和ARM芯片，使用大步長尋找當(dāng)前被測的太陽能電池組件的最大功率點(diǎn)可能存在的區(qū)間，算法進(jìn)入初始化后采集一個點(diǎn)，然后在這個點(diǎn)兩側(cè)各取一個點(diǎn)，找這三個點(diǎn)中功率最大的點(diǎn)，如果找到一個點(diǎn)兩側(cè)的點(diǎn)的功率都小于這個點(diǎn)則切換至電導(dǎo)增量計算流程進(jìn)行處理和計算。本發(fā)明所述算法能對太陽能電池組件的輸出進(jìn)行嚴(yán)格控制，能有效利用電流電壓的關(guān)聯(lián)關(guān)系，使得太陽能電池組件的輸出始終處于高效率狀態(tài)，極大地提高了組件的使用效率。
【IPC分類】G05F1/67
【公開號】CN105676940
【申請?zhí)枴緾N201610047753
【發(fā)明人】王金鶴
【申請人】青島理工大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月25日