[实用新型]一种太阳能电池最大功率点跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池最大功率点跟踪装置，特别涉及一种基于扰动观察法的太阳能电池最大功率点跟踪装置。

背景技术

目前在全球能源危机的情况下，经济的可持续发展与环境保护显得越来越重要。各国都在寻找新型绿色能源替代传统能源，以达到减少二氧化碳排放以及减小生态破坏的目的。在这种情况下，光伏发电技术得到了飞速发展。为了最大限度的提高光伏发电效率，各种控制理论层出不穷。目前太阳能电池最大功率点跟踪技术主要包括您功率扰动观察法、增量电导法以及模糊控制算法。

第一种为功率扰动观察法。其原理是先给一个扰动电流△I，造成扰动输出电压信号△U，再测量其功率变化，与扰动之前功率值相比，若功率值增加，则说明扰动方向正确，可继续朝同一方向扰动，若扰动后的功率值小于扰动前，则往反方向扰动。此方法最大优点为结构简单，测量参数少，缺点为在最大功率点附近振荡，导致部分功率损失，而且容易发生扰动方向误判。

第二种为增量电导法。假设太阳能电池输出功率为：P=UI，则存在如下关系： dP/dU = I + U*(dI/dU)。根据太阳能电池的P-V曲线可知，当U<Umpp时，dP/dU>0；当U>Umpp时，dP/dU<0；根据dP/dU的正负即可判断最大功率点的跟踪方向。此方法优点为跟踪方向明确，电压晃动较扰动观察法小。但是该方法对太阳能电池输出电压、电流的采样精度和可靠性要求很高。当光照强度反复变化时，容易造成最大功率点跟踪的误判。

第三种为模糊控制法。模糊控制是利用人的知识对控制对象进行控制的方法。该方法控制精度高，跟踪速度较快，但是算法比较复杂，而且需要有较成熟的经验参与控制。 

以上太阳能电池最大功率点跟踪技术以实现成本和实现装置规模化考虑，以功率扰动观察法为最佳，但现有技术中实现该方法的装置仍具有容易发生扰动方向误判，造成可靠性降低的缺点，而在实际应用中，不仅要求控制理论有一定先进性，而且要求相关技术实现起来安全可靠，现有技术中的太阳能电池最大功率点跟踪装置尚未能达到要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于扰动观察法的太阳能电池最大功率点跟踪装置，能够快速跟踪太阳能电池的最大功率点并在最大功率点附近扰动小。

本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的：

一种太阳能电池最大功率点跟踪装置，包括用于计算太阳能电池最大功率点、控制跟踪装置工作的中央控制模块和用于执行太阳能电池最大功率点跟踪的Boost电路模块，中央控制模块的输出端连接到Boost电路模块的工作控制端，还包括用于采集太阳能电池输出电压信息、输出太阳能最大功率点跟踪控制信号的电压反馈控制模块；太阳能电池的输出电压接入所述电压反馈控制模块的输入端，电压反馈控制模块的输出信号输入到所述中央控制模块的工作控制端，通过所述中央控制模块和Boost电路模块向太阳能电池输出最大功率点电压稳定信号。

作为本实用新型的一种实施方式，所述电压反馈控制模块包括用于输入太阳能电池最大功率点调节信号的最大功率点调节单元、用于采集太阳能电池输出电压的电压采集单元和用于产生太阳能最大功率点跟踪控制信号的PWM控制单元；所述最大功率点调节单元和电压采集单元的输出端连接到所述PWM控制单元的输入端，所述电压采集单元的输入端为所述电压反馈控制模块的输入端，所述PWM控制单元的输出端为所述电压反馈控制模块的输出端。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的太阳能电池最大功率点跟踪装置采用电压反馈控制模块，实现以太阳能电池输出电压为反馈量输出PWM控制信号，通过中央控制模块和Boost电路模块控制太阳能电池的输出电压的上升/下降，当太阳能电池所受光照强度突然变化时，跟踪装置将自行调整电流使太阳能电池输出电压维持在原输出电压，使太阳能电池快速跟踪至最大功率点附近，再通过微量调整即可实现最大功率点跟踪。因此，本实用新型的太阳能电池最大功率点跟踪装置具有快速跟踪最大功率点的优点，而且在最大功率点附近波动小，能量损失少，克服了元器件参数漂移对励磁系统可靠性的影响，更加稳定可靠，降低了维护成本，能实现利润的最大化。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型太阳能电池最大功率点跟踪装置的原理框图；

图2为本实用新型具体实施例中电压反馈控制模块的电路原理图；

图3为本实用新型具体实施例中中央控制模块的电路原理图。