一種應用于光伏充電系統的最大功率點跟蹤的控制方法
【專利摘要】一種應用于光伏充電系統的最大功率點跟蹤的控制方法。屬于電氣控制【技術領域】。電路硬件上只采集輸出的電流信號；利用單片機的運算處理能力，對直流變換器的脈寬實施控制和調節，用太陽能組件發出的電能經直流變換器給蓄電池充電，并根據日照強度的變化，實時地調節直流變換器的脈寬，使輸出功率接近太陽電池組件的最大功率點運行。本發明的技術效果：經設備運行后確定，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】一種應用于光伏充電系統的最大功率點跟蹤的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明為一種應用于光伏充電系統的最大功率點跟蹤的控制方法。屬于電氣控制【技術領域】。
【背景技術】
[0002]最大功率點跟蹤是太陽能發電中的一項重要的關鍵技術，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)，在光伏充電系統中應用時，表現出來的現象就是系統故障率高(采集信號多，增加了硬件的復雜性和故障率)，在光照發生劇烈變化時，系統響應慢，軟件易發生死機等。
【發明內容】
[0004]本發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。設計一新的控制方法，利用單片機的運算處理能力，對直流變換器的脈寬實施控制和調節，用太陽能組件發出的電能經直流變換器給蓄電池充電，并根據日照強度的變化，實時地調節直流變換器的脈寬，使輸出功率接近太陽電池組件的最大功率。
[0005]一種應用于光伏充電系統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要小；如果是，轉到步驟9，如果否，執行步驟7 ；
[0012]步驟7:判斷如果I_B大于I_C，接著判斷當前修正值D的正負，如果為負，修正值D減小1，如果為正，修正值D設為-1 ;如果I_B小于I_C，接著判斷當前修正值的正負，如果為正，修正值D增加I，如果為負修正值D設為I ;
[0013]步驟8 =PWM占空比值P與修正值D值疊加，產生一個新的P值；即P = P+D ;
[0014]步驟9:輸出新的PWM占空比值P ;跳轉到步驟2 ;依此循環，逐步加速逼近最大功率點；到達后急停；動態地保持住臨近最大功率點的電壓。[0015]本發明的技術效果:
[0016]經設備運行后確定，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]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發明以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定，其中:
[0018]圖1為本發明的硬件框圖。
[0019]圖2為本發明的程序流程圖。
【具體實施方式】
[0020]顯然，本領域技術人員基于本發明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發明的保護范圍。
[0021]實施例1:如圖1的硬件框圖所示，單片機連接電流采集裝置和太陽能電池組件，單片機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供電，電流采集裝置采集輸出電流信號送入單片機，單片機根據輸出電流的變化，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，一種應用于光伏充電系統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要小；如果是，轉到步驟9，如果否，執行步驟7 ；
[0030]步驟7:判斷如果I_B大于I_C，接著判斷當前修正值D的正負，如果為負，修正值D減小1，如果為正，修正值D設為-1 ;如果I_B小于I_C，接著判斷當前修正值的正負，如果為正，修正值D增加I，如果為負修正值D設為I ;
[0031]步驟8 =PWM占空比值P與修正值D值疊加，產生一個新的P值；即P = P+D ;
[0032]步驟9:輸出新的PWM占空比值P ;跳轉到步驟2 ;依此循環，逐步加速逼近最大功率點；到達后急停；動態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，一種應用于光伏充電系統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，轉向步驟15 ;否則轉向步驟7 ；
[0043]步驟7 ;如果I_B > I_C，如果是，轉向步驟8 ;否則轉向步驟11 ；
[0044]步驟8 ;如果D < 0，如果是，轉向步驟9 ;否則轉向步驟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，轉向步驟12 ;否則轉向步驟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；跳轉到步驟2 ;依此循環。
[0052]如上所述，對本發明的實施例進行了詳細地說明，但是只要實質上沒有脫離本發明的發明點及效果可以有很多的變形，這對本領域的技術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明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種光伏充電系統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；利用單片機的運算處理能力，對直流變換器的脈寬實施控制和調節，用太陽能組件發出的電能經直流變換器給蓄電池充電，并根據日照強度的變化，實時地調節直流變換器的脈寬，使輸出功率接近太陽電池組件的最大功率點運行。
2.根據權利要求1所述的一種應用于光伏充電系統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，轉到步驟9，如果否，執行步驟7 ； 步驟7:判斷如果I_B大于I_C，接著判斷當前修正值D的正負，如果為負，修正值D減小1，如果為正，修正值D設為-1 ;如果I_B小于I_C，接著判斷當前修正值的正負，如果為正，修正值D增加I，如果為負修正值D設為I ; 步驟8 =PWM占空比值P與修正值D值疊加，產生一個新的P值；即P = P+D ; 步驟9:輸出新的PWM占空比值P ;跳轉到步驟2 ;依此循環，逐步加速逼近最大功率點；到達后急停；動態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 優先權日:2013年7月22日
【發明者】孫良欣, 劉文革, 蔣羽, 張坡 申請人:北京吉陽技術股份有限公司