一種基於Boost類變換器的新型MPPT控制方法

2023-05-15 06:43:56 2

專利名稱：一種基於Boost類變換器的新型MPPT控制方法
技術領域：
本發明涉及一種基於Boost類變換器的最大功率點跟蹤方法，屬於新能源技術領域，特別是太陽能發電技術領域。
背景技術：
光伏發電系統由光伏電池、光伏充電器、蓄電池等部分組成。由光伏電池輸出特性分析可知，光伏電池的輸出是一種非線性的直流電源，它的ι-ν曲線是非線性的，並且會隨著外界自然條件(溫度、光照強度)的變化而變化。當光伏電池的工作電壓發生改變時，其輸出功率也會變化。若要提高光伏發電系統的能量轉換效率，就必須掌握這個非線性電源的特性，當溫度和光照強度一定的情況下，光伏電池存在最大功率輸出點，尋找光伏電池的最大功率點，最大限度輸出功率，就必須採用最大功率點跟蹤(MPPT)技術。
目前研究和應用較多的最大功率點跟蹤算法有擾動觀測法(Perturb&Observe，P&0)和電導增量法(Incremental Conductance, INC)。這兩種方法都存在自己的缺點:採用擾動觀測法達到最大功率點處後擾動不會停止，因此存在振蕩現象，同時跟蹤步長不能兼顧速度和精度，光照發生變化時可能發生誤判斷；電導增量法存在速度和精度的矛盾，算法對採樣硬體電路要求較高。這兩種方法都需要電流採樣電路，增加了系統的成本和算法的複雜程度。
由於Boost類變換器的升壓和負載調節作用，適合在光伏發電系統中進行最大功率跟蹤，因此在光伏發電系統中Boost類變換器得到廣泛應用。針對Boost類變換器的電壓增益與佔空比的關係，本發明提出了一種新的最大功率跟蹤算法，該方法只需要對Boost類變換器輸入電壓進行採樣，省去了電流採樣電路，採樣電路簡單，而且跟蹤速度快、穩定性高。發明內容
本發明在傳統的最大功率點跟蹤算法的基礎上，結合Boost類變換器電壓增益與佔空比的關係，提出一種基於Boost類變換器的新型MPPT控制方法，該方法只需要對Boost類變換器輸入電壓進行採樣，省去了電流採樣電路，採樣電路簡單。該方法跟蹤速度快、穩定性高、可靠性強、經濟性好。
本發明提出的基於Boost類變換器的新型MPPT控制方法，該技術方法的控制步驟特徵如下:
步驟1:採樣前後兩次Boost類變換器輸入端電壓計算其差值Λ Vp，同時從DSP獲取兩次採樣時刻的變換器佔空比計算其佔空比差AD。 Δν V (k)
步驟2:計算ρ = +的值。 AD I — D(k)
步驟3:根據Q的值來確定佔空比的變化方向，當Q> O時，佔空比增加Ad;當Q< O時，佔空比減小AcL


圖1是本發明的算法流程圖。圖2是光伏電池輸出特性曲線。圖3是本發明所述的無電流傳感器的系統控制結構圖。圖1中vp(k)、D(k)分別是當前採樣時刻Boost類變換器的輸入電壓、佔空比，vp(k-l)、D(k-l)分別是前一個採樣時刻Boost類變換器的輸入電壓、佔空比，D(k+1)是更新後的佔空比；圖2中Ppv、Vpv分別是光伏電池的輸出功率和輸出電壓，MPP是最大功率點，Pm、Vm分別是最大功率點處光伏電池的輸出功率和輸出電壓。圖3中PV是光伏電池，Vp是Boost類變換器的輸入。
具體實施例方式Boost類變換器的輸出功率:
權利要求
1.一種基於Boost類變換器的新型MPPT控制方法，其特徵在於利用Boost類變換器電壓增益與佔空比的關係推導出最大功率點Boost類變換器輸入電壓和佔空比的關係，該算法只需要對光伏電池的輸出電壓Vp進行採樣，然後計算Vp的增量Avp和佔空比的增量A D，然後計算
全文摘要
本發明提出了一種基於Boost類變換器的新型的最大功率跟蹤(MPPT)方法，該方法利用Boost類變換器電壓增益與佔空比之間的關係，推導出在最大功率點處Boost類變換器的輸入電壓與佔空比的關係，並以此為依據來跟蹤光伏電池輸出的最大功率點。與傳統的MPPT方法相比，該方法減少了電流採樣電路，跟蹤更加快速、穩定，既能有效地提高光伏發電效率，又能降低系統的複雜度和成本。
文檔編號G05F1/67GK103218006SQ201310148449
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月23日 優先權日2013年4月23日
發明者周峰, 王慧貞, 鄒愛龍, 邢棟, 吳凱成 申請人:南京航空航天大學