[发明专利]一种用于太阳能光伏发电系统的MPPT控制装置及方法

权利要求书

1.一种用于太阳能光伏发电系统的MPPT(最大功率点跟踪)控制装置，包括MPPT采样电路(11)、驱动电路(12)、电流采样电路(13)以及电压采样电路(14)，其中MPPT采样电路(11)的输入端接光伏阵列的输出直流电压及输出电流端，电流采样电路(13)的输入端接三相并网逆变器的输出端，电压采样电路(14)的输入端接公用电网的三相电压输入端，驱动电路(12)的输出端接三相并网逆变器的输入端，其特征在于还包括由MPPT变步长跟踪模块(151)、PWM产生模块(152)、电压电流双闭环控制模块(153)和锁相环(154)构成的DSP处理器(15)，其中锁相环(154)的输入端分别接电流采样电路(13)以及电压采样电路(14)的输出端，锁相环(154)的输出端串接电压电流双闭环控制模块(153)后接PWM产生模块(152)的输入端，MPPT变步长跟踪模块(151)的输入端接MPPT采样电路(11)的输出端，MPPT变步长跟踪模块(151)的输出端接PWM产生模块(152)的输入端，PWM产生模块(152)的输出端接驱动电路(12)的输入端，所述MPPT变步长跟踪模块(151)的控制方法如下：当扰动方向持续3次不变时，电压扰动值乘以2的指数倍增大，以达到快速追踪至最大功率点处；当光伏阵列电压U_dc在光伏阵列输出电压U_PMAX附近摆动时，电压扰动值除以2的指数倍减小，从而减小光伏阵列电压U_dc的摆动范围，使光伏阵列电压U_dc稳定于最大输出功率点对应的光伏阵列输出电压U_PMAX处。

2.一种基于权利要求1所述的一种用于太阳能光伏发电系统的MPPT控制装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤301：设置单位电压扰动值Δ、误差电压ε，同时初始化计数器Count及Count1；

步骤302：采用MPPT采样电路(11)采集光伏阵列的输出电压及输出电流并经过MPPT变步长跟踪模块(151)计算得到光伏阵列的输出功率P₁；

步骤303：对光伏阵列的输出电压施加一扰动值Δ*2^Count，其中“*”表示乘号，“^”表示指数；

步骤304：采用MPPT采样电路(11)采集施加扰动后的光伏阵列的输出电压及输出电流并经过MPPT变步长跟踪模块(151)计算得到光伏阵列的输出功率P₂；

步骤305：当P₁＞P₂，跳转至步骤307；当P₁＜P₂，跳转至步骤306；

步骤306：将计数器Count1的值加1；

步骤307：将步骤303所述的电压扰动值取为原值的相反数，然后返回至步骤302；

步骤308：继续采用MPPT采样电路(11)采集施加扰动后的光伏阵列的输出电压及输出电流并经过MPPT变步长跟踪模块(151)计算得到光伏阵列的输出功率P₁；

步骤309：再对光伏阵列的输出电压施加一扰动值Δ*2^Count：

步骤310：采用MPPT采样电路(11)采集施加扰动后的光伏阵列的输出电压及输出电流并经过MPPT变步长跟踪模块(151)计算得到光伏阵列的输出功率P₂；

步骤311：当P₁＜P₂，跳转至步骤312；当P₁＞P₂，跳转至步骤315；

步骤312：将计数器Count1的值加1；

步骤313：当Count1＜3，则返回至步骤308；

步骤314：当Count1＞＝3，使计数器Count的值加1，然后返回至步骤308；

步骤315：将电压扰动值取为原值的相反数，并且将计数器Count1的值清零、计数器Count的值减1；

步骤316：当电压扰动值Δ*2^Count的绝对值大于误差电压ε，则跳转至步骤308；当电压扰动值Δ*2^Count的绝对值小于误差电压ε，则光伏阵列的实际输出电压已经位于最大功率点对应的输出电压U_PMAX附近，流程结束。