[发明专利]光伏发电系统的最大功率点跟踪系统及方法

说明书

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域，特别是涉及一种光伏发电系统的最大功率点跟踪系统及方法。

背景技术

太阳能电池板受光照、温度等的影响，输出的功率也时刻变化，最大功率点跟踪是指MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率跟踪)控制器能够实时检测太阳能电池板的输出电压值及电流值，并调整光伏发电系统的输出功率，即改变负载阻抗进而改变系统的电压值和电流值，使该系统实际输出功率尽量接近当前的理论最大输出功率，从而以最高效率对负载供电。

现有技术中的最大功率跟踪系统至少包括：太阳能电池板和MPPT控制器，其中，所述MPPT控制器主要通过负载变换器或蓄电池充电控制器实现。所述负载变换器包括：用于将太阳能电池板输出的电压值和电流值调整到系统允许的范围内的DC/DC(Direct Current/Direct Current，直流/直流)变换器和/或DC/AC(Direct Current/Alternate Current，直流/交流)变换器。图1所示为现有技术一种最大功率点跟踪系统的简化等效电路示意图，所述太阳能电池板及所述DC/DC变换器构成光伏发电系统的直流主回路。所述太阳能电池板可以看成内阻r与电压源V串联，该内阻r即太阳能电池板等效输出阻抗，随光照、温度的变化而时刻变化。等效负载R为MPPT控制器的等效输入阻抗，此处即DC/DC变换器的等效输入阻抗。调整DC/DC变换器的输出脉冲占空比即可改变等效负载R的阻抗值。

具体地，最大功率跟踪系统的工作过程是：MPPT控制器实时检测太阳能电池板的输出电压值、电流值，并计算此时系统的输出功率，然后调节其输出脉冲的占空比，即改变了等效负载的阻抗值，观察太阳能电池板输出功率的变化趋势，直到找到光伏发电系统的最大输出功率点，也即等效负载得到的功率最大。不断重复上述过程，保证光伏发电系统始终跟踪时刻变化的最大输出功率点。

通过对现有技术的研究，发明人发现：由于太阳能电池板的最大输出功率受光照、温度的影响时刻发生变化，现有最大功率点跟踪方法必须不断来回调整太阳能电池板的输出电压值及电流值，搜索时刻变化的最大功率点，无法及时跟踪最大功率点的变化，从而导致一定的功率损失，降低了系统输出功率的利用效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种光伏发电系统的最大功率点跟踪方法及装置，以解决光伏发电系统的输出功率利用率低的问题，技术方案如下：

一种光伏发电系统最大功率点跟踪系统，包括：太阳能电池板、最大功率跟踪控制器及内阻传感器，其中：

所述内阻传感器包括：

交流信号源，所述交流信号源的两输入端分别与太阳能电池板的正极性输出端和最大功率跟踪控制器的正极性输入端相连接；或者，所述交流信号源的两端分别与太阳能电池板的负极性输出端和最大功率跟踪控制器的负极性输入端连接；

与所述交流信号源的一输入端相连接的、获取太阳能电池板的等效输出阻抗上的与所述交流信号同频率的交流响应信号第一获取单元；

与所述交流信号源的另一输入端相连接的、获取最大功率跟踪控制器的等效输入阻抗上的与所述交流信号同频率的交流响应信号的第二获取单元；

两输入端分别与所述第一获取单元及第二获取单元相连接、用于比较获取得到的两个交流响应信号的比较单元，其输出端与所述最大功率跟踪控制器的控制输入端相连接；

所述最大功率跟踪控制器根据接收到的所述内阻传感器得到的比较结果调节其输出脉冲占空比，直至所述比较结果为0。

优选地，所述内阻传感器还包括：

与所述交流信号源相串接的直流电流取样电阻；

两输入端分别与所述直流取样电阻的两端相连接的放大单元，其输出端与所述最大功率跟踪控制器的直流电流输入端相连接。

优选地，通过互感耦合、电容耦合或直流电压源叠加交流电压源的方式得到交流信号源。

一种光伏发电系统最大功率点跟踪方法，包括：

在光伏发电系统的直流主回路中引入交流信号；

分别获取太阳能电池板的等效输出阻抗上和最大功率跟踪控制器的等效输入阻抗上、与所述交流信号同频率的交流响应信号；

比较两个交流响应信号，得到比较结果；

调节所述最大功率跟踪控制器的等效输入阻抗的阻抗值，直到所述比较结果为0。

优选地，通过互感耦合方式或电容耦合方式引入交流信号。

优选地，所述交流响应信号为交流电压响应信号。