[发明专利]一种光伏发电中追踪最大功率点的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏发电中追踪最大功率点的装置和方法。 

背景技术

随着不可再生能源的消耗，以及环境污染的加剧，太阳能凭借其资源丰富、分布广泛、开发利用简单、无污染等特点，越来越受到人们的青睐，成为替代传统能源的理想能源。在人们生活、工作中得到了广泛的应用。其中最为主要的就是将太阳能装换位电能，即利用光伏发电技术。

目前应用的光伏发电最大功率点跟踪装置和方法，主要有以下两种：

1、采用恒定电压（CVT）方法的光伏发电最大功率点电压跟踪装置，光伏电池的输出电压只能为固定在最大功率点附近的值，从而忽略了温度、湿度等因素对太阳电池开路电压的影响，而由于外界影响因素的变化及负载变化，通常采用CVT法的装置误差很大，并不能在所有的温度环境下完全跟踪最大功率。

2、采用扰动观察法的光伏发电最大功率点电压跟踪装置。这种装置具有简单实用，但是它在控制过程中，容易出现震荡现象，并且不适用与外界因素快速变化的情况。 

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光伏发电中追踪最大功率点电压的装置和方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光伏发电中追踪最大功率点的装置，它包括单体光伏电池开路电压采集模块、温度测量模块、湿度测量模块、光伏发电预测控制器、电压调节模块和电源模块；其中，所述单体光伏电池开路电压采集模块、温度测量模块和湿度测量模块均与光伏发电预测控制器相连，光伏发电预测控制器与电压调整模块相连，电源模块为单体光伏电池开路电压采集模块、温度测量模块、湿度测量模块、光伏发电预测控制器和电压调节模块供电。 

一种应用上述装置的光伏发电中追踪最大功率点的方法，包括如下步骤：

（1）单体光伏电池开路电压采集模块采集单体光伏电池开路电压，将单体光伏电池开路电压放大至1.0-2.5V后输入光伏发电预测控制器；

（2）温度测量模块测量温度，并将温度信号输入光伏发电预测控制器；

（3）湿度测量模块测量湿度，并将湿度信号输入光伏发电预测控制器；

（4）光伏发电预测控制器建立最大功率点电压计算模型：

；

其中，为光伏电池最大功率点电压，a为常数，取值为0.75，b为常数，取值0.1，TempOut为温度测量模块采集的温度信号，HumiOut为湿度测量模块采集的湿度信号，为单体光伏电池开路电压采集模块采集的单体光伏电池的开路电压信号；

（5）光伏发电预测控制模块根据步骤1-3中测得的开路电压信号、温度信号、湿度信号，计算得出最大功率点电压，并将最大功率点电压输入到电压调节模块；

（6）电压调节模块根据最大功率点电压对阵列光伏电池的输出电压进行调节，即可获得阵列光伏电池的最大功率点电压。 

本发明的有益效果是，

1、本发明能够准确的跟踪光伏电池的最大功率点电压，保证光伏电池按照最大功率点电压输出。 

2、本发明能够快速的跟踪光伏电池的最大功率点电压，保证光伏电池按照最大功率点电压输出，而不受外界因素的影响。

附图说明

图1是光伏电池最大功率点电压跟踪结构简图；

图2是单体光伏电池开路电压采集电路图；

图3是温度测量电路图；

图4是湿度测量电路图；

图5是电压调节模块电路图；

图6是MSP430XG461X的端口接线图；

图7是最大功率点电压放大电路图；

图8是电源模块电路图。

具体实施方式

本发明结构如图1所示，包含单体光伏电池开路电压采集模块、温度测量模块、湿度测量模块、光伏发电预测控制器、电压调节模块、电源模块。单体光伏电池开路电压采集模块、温度测量模块和湿度测量模块均与光伏发电预测控制器相连，光伏发电预测控制器与电压调整模块相连，电源模块为单体光伏电池开路电压采集模块、温度测量模块、湿度测量模块、光伏发电预测控制器和电压调节模块供电。