一種通過光伏陣列參考源確定最大功率點的檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電力電子領域，尤其涉及一種通過光伏陣列參考源確定最大功率點的檢測裝置。
【背景技術】
[0002]在微電網處于離網運行模式，當光伏最大發電功率大于負載需求時，光伏能源將得不到最大化利用。為了提高光伏能源的利用率，必須清楚當前光伏陣列最大發電功率值。然而在實際情況中，光伏陣列的最大發電功率基本都是之后得出的，即最大功率跟蹤(MPPT)控制器已經跟蹤到了最大功率點，若光伏陣列沒有工作在最大功率點，則很難準確得到光伏陣列的最大發電功率。為此設計一種通過光伏陣列參考源確定最大功率點的檢測裝置很有必要。
[0003]目前可以實現相同的目的方法大致有兩種:光伏陣列發電預測技術和基于氣象監測儀的物理模型估算。光伏陣列的發電預測技術隨著近幾年各國新能源戰略的實施，得到了廣泛的關注和研宄，但是預測的結果只是反映在一段時間內光伏系統的最大發電功率的趨勢，時間分辨率低，顯然無法做到實時跟蹤當前光伏陣列的最大發電功率；而利用氣象監測儀的物理模型估算方法雖然能保證實時性，但依然存在估算精度難以保證且成本較高等冋題。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種通過光伏陣列參考源確定最大功率點的檢測裝置，以解決通過獲得的最大功率點的功率值提高光伏利用效率。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種通過光伏陣列參考源確定最大功率點的檢測裝置，其特征在于，包括:與光伏組件相連的1-V曲線測量電路，與該1-V曲線測量電路相連的BUCK電路，與該BUCK電路相連的蓄電池充放電控制電路，所述1-V曲線測量電路、BUCK電路由處理器模塊控制；其中所述1-V曲線測量電路包括:用于采集光伏組件輸出電壓和電流的第一電壓檢測模塊和電流檢測模塊，連接于光伏組件輸出回路的第一開關管，以及并聯于ι-v曲線測量電路輸出端的第一儲能電容；其中，所述第一開關管由處理器模塊控制啟動；以及所述處理器模塊的輸入端與第一電壓檢測模塊和電流檢測模塊相連，以獲得光伏組件的最大功率點功率，并在最大功率點功率時，控制BUCK電路中的第二開關管打開。
[0006]進一步，所述處理器模塊還與存儲模塊、時鐘模塊和通信接口電路相連。
[0007]進一步，所述BUCK電路的輸出端還通過一驅動電路與半導體制冷器相連，該驅動電路由所述處理器模塊控制。
[0008]進一步，所述BUCK電路的輸出端還連接有第二電壓檢測模塊，該第二電壓檢測模塊的輸出端與處理器模塊相連，該處理器模塊還適于根據BUCK電路的輸出電壓控制蓄電池充放電控制電路充電或放電。
[0009]本實用新型的有益效果是，本實用新型通過1-V曲線測量電路準確的獲得光伏組件的輸出最大功率，能有效提高光伏組件的發電效率，使光伏能源得到最大利用；并且能降低各種不確定因素的干擾，減小運算的復雜度，提高估算精度，而且相比于現有的利用氣象監測儀的物理模型等估算方法，具有成本低、便于維護的優點。
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0011]圖1是本實用新型的通過光伏陣列參考源確定最大功率點的檢測裝置的電路框圖。
[0012]圖中:第一開關管S1、第二開關管S2、第一儲能電容Cl、光伏組件PV。
【具體實施方式】
[0013]現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。
[0014]如圖1所示，本實用新型的一種通過光伏陣列參考源確定最大功率點的檢測裝置，包括:與光伏組件PV相連的1-V曲線測量電路，與該1-V曲線測量電路相連的BUCK電路，與該BUCK電路相連的蓄電池充放電控制電路，所述1-V曲線測量電路、BUCK電路由處理器模塊控制；其中所述1-V曲線測量電路包括:用于采集光伏組件PV輸出電壓和電流的第一電壓檢測模塊和電流檢測模塊，連接于光伏組件PV輸出回路的第一開關管SI，以及并聯于1-V曲線測量電路輸出端的第一儲能電容Cl ;其中，所述第一開關管SI由處理器模塊控制啟動；以及所述處理器模塊的輸入端與第一電壓檢測模塊和電流檢測模塊相連，以獲得光伏組件PV的最大功率點功率，并在最大功率點功率時，控制BUCK電路中的第二開關管S2打開。
[0015]本實用新型所涉及的最大功率點功率的計算方法屬于現有技術，本新型未對上述方法做出改進。
[0016]進一步，所述處理器模塊還與存儲模塊、時鐘模塊和通信接口電路相連。
[0017]進一步，所述BUCK電路的輸出端還通過一驅動電路與半導體制冷器相連，該驅動電路由所述處理器模塊控制。
[0018]進一步，所述BUCK電路的輸出端還連接有第二電壓檢測模塊，該第二電壓檢測模塊的輸出端與處理器模塊相連，該處理器模塊還適于根據BUCK電路的輸出電壓控制蓄電池充放電控制電路充電或放電。
[0019]可選的，所述處理器模塊可以通過相應的驅動電路與第一、第二開關管相連，以提尚對開關管的驅動能力。
[0020]本實用新型的工作過程包括:
[0021]初始條件:第一儲能電容Cl無電荷，第一開關管S1、第二開關管S2斷開。
[0022]步驟一，所述處理器模塊控制第一開關管SI導通，第一儲能電容Cl在開始充電瞬間，瞬時阻抗為零，此時充電回路相當短路；隨著充電時間的推移，電容的電荷不斷積累，其阻抗也逐漸增大，充電電流不斷減小，當電容充滿電時，阻抗達到最大，充電電流幾乎為零，此時充電回路相當于開路。在第一儲能電容Cl充電過程中，隨著電容的阻抗的變化，光伏組件從短路狀態逐漸變化到開路狀態，在這個變化過程中，對光伏組件輸出電壓和電流進行采樣，將電壓和電流的若干采樣點擬合起來即得到光伏組件的1-V特性曲線。得到該1-V特性曲線后，對電流采樣點逐個掃描，找出突變點的電流值和對應的電壓值，最終求得光伏組件的最大功率點功率。因此，采用1-V特性曲線后的本檢測裝置具有測量速度快，精度高等優點。
[0023]步驟二，當得到最大功率點電壓、電流以及功率值后，啟動第二開關管S2，使BUCK電路工作于恒定電壓輸出模式，為其他電路供電。可選的，也可以將這些值保存到存儲模塊中或利用通信接口電路上傳數據。其中所述其他電路例如半導體制冷器，通過所述半導體制冷器及驅動電路，能將光伏組件多余的電能轉化為相應熱能，以調控裝置內部溫度，使其能夠在嚴酷的工作環境下正常工作。
[0024]本步驟的工作狀態持續工作一段時間后，轉入步驟三。
[0025]步驟三，斷開第一開關管SI，BUCK電路繼續工作直至第一儲能電容Cl放電結束。在此過程中，當BUCK電路的輸出電壓低至處理器模塊內設定電壓后(由第二電壓檢測模塊采集獲得)，所述處理器模塊通過蓄電池充放電控制電路控制本檢測裝置轉由蓄電池供電。
[0026]步驟四，斷開第二開關管S2，轉入步驟一。
[0027]以上述依據本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1.一種通過光伏陣列參考源確定最大功率點的檢測裝置，其特征在于，包括:與光伏組件相連的1-V曲線測量電路，與該1-V曲線測量電路相連的BUCK電路，與該BUCK電路相連的蓄電池充放電控制電路，所述1-V曲線測量電路、BUCK電路由處理器模塊控制；其中 所述1-V曲線測量電路包括:用于采集光伏組件輸出電壓和電流的第一電壓檢測模塊和電流檢測模塊，連接于光伏組件輸出回路的第一開關管，以及并聯于1-V曲線測量電路輸出端的第一儲能電容；其中，所述第一開關管由處理器模塊控制啟動；以及 所述處理器模塊的輸入端與第一電壓檢測模塊和電流檢測模塊相連，以獲得光伏組件的最大功率點功率，并在最大功率點功率時，控制BUCK電路中的第二開關管打開。2.如權利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述處理器模塊還與存儲模塊、時鐘模塊和通信接口電路相連。3.如權利要求2所述的檢測裝置，其特征在于，所述BUCK電路的輸出端還通過一驅動電路與半導體制冷器相連，該驅動電路由所述處理器模塊控制。4.如權利要求3所述的檢測裝置，其特征在于，所述BUCK電路的輸出端還連接有第二電壓檢測模塊，該第二電壓檢測模塊的輸出端與處理器模塊相連，該處理器模塊還適于根據BUCK電路的輸出電壓控制蓄電池充放電控制電路充電或放電。
【專利摘要】本實用新型涉及一種通過光伏陣列參考源確定最大功率點的檢測裝置，包括：I-V曲線測量電路、與該I-V曲線測量電路相連的BUCK電路，與該BUCK電路相連的蓄電池充放電控制電路，I-V曲線測量電路、BUCK電路由處理器模塊控制；其中I-V曲線測量電路包括：用于采集光伏組件輸出電壓和電流的第一電壓檢測模塊和電流檢測模塊，連接于光伏組件輸出回路的第一開關管，以及并聯于I-V曲線測量電路輸出端的第一儲能電容；其中，第一開關管由處理器模塊控制啟動；以及處理器模塊的輸入端與第一電壓檢測模塊和電流檢測模塊相連，以獲得光伏組件的最大功率點功率，并在最大功率點功率時，控制BUCK電路中的第二開關管打開。
【IPC分類】H02S40/30, H02S50/10
【公開號】CN204633711
【申請號】CN201520360720
【發明人】遲永杰, 沈金榮, 惠杰, 顧鴻燁, 楊璇
【申請人】河海大學常州校區
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月30日