[发明专利]一种基于温度检测的太阳能受控变化时间引信控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于温度检测的太阳能受控变化时间引信控制方法。

背景技术

太阳能光伏发电是利用太阳能电池的光生伏特效应将太阳能直接转换为电能并加以合理利用的发电方式，光伏电池的光生伏特效应如图1所示，光伏电池的两极间有电动势产生，接上负载(如灯泡)，在回路中就有电流流过。然而在实际应用中，特别是在功率较大的应用场合，光伏电池直接接负载并不可行，因为一般情况下，负载与电池(电源)不匹配，光伏电池无法将其最大的发电效能发挥出来，因此，光伏电池与负载之间通常要加一级电路，在实现DC/DC变换的同时实现最大功率跟踪(MPPT)。MPPT控制方法有多种，如恒定电压跟踪(CVT)法、扰动观察法(P&O)、增量电导法、模糊逻辑控制法、遗传算法等。

现有技术中有许多相关专利，如：

(1)基于CVT法的太阳能最大效率跟踪电路，申请号为200810052443。该发明专利采用的是CVT控制方法，它是首先假定温度不变的情况下，根据辐射强度变化时光伏电池的最大功率点电压基本恒定的原理，通过控制电路强制光伏电池的输出电压始终保持在事先给定的电压上从而输出一定的功率。该控制方法具有实现方式简单、稳定可靠等优点。该方法是在假定光伏电池温度恒定前提下的一种方法，事实上，光伏电池在工作过程中，从早到晚、一年四季的温度变化范围很大，因此该方法受温度等环境因素影响非常大，或者说在工程应用中这种方法存在很大缺点，其发电效率比扰动观察法等其他方法低。

(2)适应天气状况的变电压光伏系统最大功率跟踪控制方法，申请号为200810033999。该方法通过采集光伏电池输出的电压、电流和光伏电池板的温度三项数据，进行预定的算法进行计算，从而确定最佳工作点电压，并进行温度和照度补偿。该方法考虑到温度对光伏输出功率的影响，但是，由于光伏电池复杂的特性，仅仅根据某时刻的电压、电流和光伏电池板的温度来计算其开路电压和照度值，以及由此进一步得到最佳工作电压是极不精确的，因此存在很大缺陷。

(3)一种太阳能光伏电池最大功率点追踪的方法，申请号为200710098911。该方法根据光照强度值通过查表给出光伏电池给定工作电压，并通过控制电路跟踪。该方法考虑光照强度等环境因素等CVT控制法的影响，相比于传统的CVT，其发电效率有所改善，但光照强度与温度并非简单的单值函数关系，因此此方法不能有效克服环境温度对光伏发电的影响。另外，该方法需采用控制芯片储存不同日照强度下的太阳能光伏电池给定电压，较为复杂。

(4)太阳能发电系统的最大功率追踪方法及装置，申请号为200310120548。该发明采用的是扰动观察法，需要采用单片机、DSP等为控制器，需要编程，实现起来较为复杂，并且只能在最大功率点附近震荡运行，会导致部分功率损失，初始值及跟踪步长的给定对跟踪精度和速度有较大影响。

(5)太阳能电池最大功率点跟踪装置及其跟踪的方法，申请号为200610026170。该发明采用的是扰动观察法，缺点同(4)。

(6)太阳能电池最大功率点跟踪装置及其跟踪的方法，申请号为200510103749。该发明采用的是遗传算法，精度较高，效率较高，但电路需要采用数字微处理器，控制算法较复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述缺点，设计出能很好的实现光伏电池最大功率跟踪，且电路结构简单、设计方便、运行稳定可靠、成本低廉、实用性强的太阳能受控变化时间引信控制方法。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种基于温度检测的太阳能受控变化时间引信控制方法，该方法采用温度传感器检测光伏电池温度，测量光伏电池最大功率点电压与温度之间线性特性，根据实际测得的光伏电池最大功率点电压与温度之间线性特性设计出运算电路，通过运算电路计算出与任一光伏电池温度对应的最大功率点电压值，把实时计算出的最大功率点电压值作为电压给定值，检测光伏电池的输出电压并将该电压与给定电压进行比较，由PI调节器和PWM控制器给出的脉冲信号调整DC/DC变换器的工作状态，通过负反馈方式保证光伏电池始终工作于给定的工作点附近，实现最大功率点跟踪。

所述光伏电池最大功率点电压与温度之间线性特性是光伏电池输出电压随着电池温度的升高而降低。

所述DC/DC变换器采用Boost电路。

所述DC/DC变换器采用Buck电路。

所述DC/DC变换器采用Cuk电路。

所述温度传感器采用AD590。

所温度传感器采用LM35。