CN102545710A - 光伏电池板最大功率点调控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光伏电池板最大功率点调控方法，它包括以下步骤：步骤1、首先，获取光伏电池板的当前功率Pi；步骤2、对光伏电池板的输出电压进行电压扰动，并获取光伏电池板的比较功率Pi+1，然后，再对光伏电池板的输出电压进行同向电压扰动，并获取光伏电池板的判断功率Pi+2；步骤3、根据当前功率Pi、比较功率Pi+1和判断功率Pi+2三者的大小关系，做出以下四种操作：一、返回步骤2，并对所述光伏电池板的输出电压进行升压扰动，二、返回步骤2，并对所述光伏电池板的输出电压进行降压扰动，三、延时后，返回步骤1，四、返回步骤1。该发明具有设计科学、电压波动幅度小、跟踪光强迅速和提高电能转化效率的优点。

Description

光伏电池板最大功率点调控方法
技术领域
本发明涉及一种电压调控方法，具体的说，涉及了一种光伏电池板最大功率点调控方法。
背景技术
传统的光伏发电系统中，通常采用电压扰动法控制充电工作电压。如图1所示，电压扰动法的工作原理： 采集输出功率P1，对光伏电池板的输出电压进行升压扰动，采集扰动后的输出功率P2，输出功率P1小于输出功率P2，光伏电池板工作在上坡段，即在最大功率点Pm左侧，保持电压扰动方向不变，即对输出电压进行升压，输出电压增大到一定程度时，输出功率P1等于输出功率P2，使得光伏电池板工作在最大功率点Pm附近；采集输出功率P4，对光伏电池板的输出电压进行升压扰动，采集扰动后的输出功率P3，输出功率P4大于输出功率P3，光伏电池板工作在下坡段，即在最大功率Pm右侧，改变电压扰动方向，即对输出电压进行降压，输出电压减小到一定程度时，输出功率P3接近输出功率P4，使得光伏电池板工作在最大功率点Pm附近。电压扰动法能够有效正确的判断出是否达到最大功率Pm，以便调控工作电压，使得光伏电池板工作在最大功率点Pm附近。
但是，如图2所示，当出现光照强度出现波动，光伏电池板工作在上坡段时，采集输出功率P1，对光伏电池板的输出电压进行升压扰动，采集扰动后的输出功率P2，输出功率P1大于输出功率P2，按照电压扰动法判断，需要改变电压扰动方向，即，对光伏电池板的输出电压进行降压，但实际上光伏电池板工作在最大功率点Pm左边，应该对光伏电池板的输出电压进行升压；光伏电池板工作在下坡段时，采集输出功率P4，对光伏电池板的输出电压进行升压扰动，采集扰动后的输出功率P5，输出功率P4小于输出功率P5，按照电压扰动法判断，需要保持电压扰动方向不变，即，对光伏电池板的输出电压进行升压，但实际上光伏电池板工作在最大功率点Pm右边，应该对光伏电池板的输出电压进行降压。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种设计科学、电压波动幅度小、跟踪光强迅速和提高电能转化效率的光伏电池板最大功率点调控方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种光伏电池板最大功率点调控方法，它包括以下步骤：
步骤1、首先，获取光伏电池板的当前功率Pi；
步骤2、对光伏电池板的输出电压进行电压扰动，并获取光伏电池板的比较功率Pi+1，然后，再对光伏电池板的输出电压进行同向电压扰动，并获取光伏电池板的判断功率Pi+2；
步骤3、若所述当前功率Pi小于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1小于所述判断功率Pi+2，或者，若所述当前功率Pi大于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1小于所述判断功率Pi+2，则返回步骤2，并对所述光伏电池板的输出电压进行升压扰动；若所述当前功率Pi大于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1大于所述判断功率Pi+2，或者，若所述当前功率Pi小于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1大于所述判断功率Pi+2，则返回步骤2，并对所述光伏电池板的输出电压进行降压扰动；若所述当前功率Pi等于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1等于所述判断功率Pi+2，则延时后，返回步骤1；
反之，则返回步骤1。
基于上述，在步骤1中，在不同的光照强度下，分别建立光伏电池板的电压—功率曲线模型；再采集所述光伏电池板的输出电压Ui，记录与所述光伏电池板的输出电压Ui对应的光照强度Ei，并通过与所述光照强度Ei对应的所述电压—功率曲线模型，查找出与所述输出电压Ui对应的当前功率Pi；
在步骤2中，对所述光伏电池板的输出电压进行电压扰动，采集电压扰动后的光伏电池板的输出电压Ui+1，记录与所述光伏电池板的输出电压Ui+1对应的光照强度E i+1，并通过与所述光照强度E i+1对应的所述电压—功率曲线模型，查找出与所述输出电压Ui+1对应的比较功率Pi+1；
再对所述光伏电池板的输出电压进行同向电压扰动，采集扰动后的光伏电池板的输出电压Ui+2，记录与所述光伏电池板的输出电压Ui+2对应的光照强度E i+2，并通过与所述光照强度E i+2对应的所述电压—功率曲线模型，查找出与所述输出电压Ui+2对应的判断功率Pi+2。
基于上述，在步骤1中，采集所述光伏电池板的输出电压Ui，并测量出与所述输出电压Ui对应的输出电流Ii，计算出所述光伏电池板的当前功率Pi；
在步骤2中，对所述光伏电池板的输出电压进行电压扰动，采集扰动后的光伏电池板的输出电压Ui+1，并测量出与所述输出电压Ui+1对应的输出电流Ii+1，计算出所述光伏电池板的比较功率Pi+1；
再对所述光伏电池板的输出电压进行同向电压扰动，采集扰动后的光伏电池板的输出电压Ui+2，并测量出与所述输出电压Ui+2对应的输出电流Ii+2，计算出所述光伏电池板的判断功率Pi+2。
本发明相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，该光伏电池板最大功率点调控方法与现有电压扰动法不同，在原有电压扰动法选取两个输出功率的基础上，增加选取了一个输出功率，三个功率分别是当前功率Pi、比较功率Pi+1和判断功率Pi+2，根据当前功率Pi、比较功率Pi+1和判断功率Pi+2三者的大小关系，对光伏电池板的输出电压进行相应扰动，使得光伏电池板工作在最大功率点附近；其具有设计科学、电压波动幅度小、跟踪光强迅速和提高电能转化效率的优点。
附图说明
图1是所述光伏电池板的电压—功率曲线模型之一。
图2是所述光伏电池板的电压—功率曲线模型之二。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
一种光伏电池板最大功率点调控方法，它包括以下步骤：
步骤1、在不同光照强度下，采集光伏电池板的实时输出数据，根据所述输出数据，分别建立光伏电池板的电压—功率曲线模型，并确定不同的最大功率点；采集所述光伏电池板的输出电压Ui，记录与所述光伏电池板的输出电压Ui对应的光照强度Ei，并通过与所述光照强度Ei对应的所述电压—功率曲线模型，查找出与所述输出电压Ui对应的当前功率Pi。
步骤2、对所述光伏电池板的输出电压进行电压扰动，采集电压扰动后的光伏电池板的输出电压Ui+1，并通过与所述光照强度E i+1对应的所述电压—功率曲线模型，查找出与所述输出电压Ui+1对应的比较功率Pi+1；
紧接着再对所述光伏电池板的输出电压进行同向电压扰动，采集扰动后的光伏电池板的输出电压Ui+2，记录与所述光伏电池板的输出电压Ui+2对应的光照强度E i+2，并通过与所述光照强度E i+2对应的所述电压—功率曲线模型，查找出与所述输出电压Ui+2对应的判断功率Pi+2；
由于两次电压扰动的时间间隔很短，认为光照强度E i+1与光照强度E i+2相同。
步骤3、若所述当前功率Pi小于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1小于所述判断功率Pi+2，或者，若所述当前功率Pi大于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1小于所述判断功率Pi+2，则返回步骤2，并对所述光伏电池板的输出电压进行升压扰动；若所述当前功率Pi大于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1大于所述判断功率Pi+2，或者，若所述当前功率Pi小于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1大于所述判断功率Pi+2，则返回步骤2，并对所述光伏电池板的输出电压进行降压扰动；若所述当前功率Pi等于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1等于所述判断功率Pi+2，则延时后，返回步骤1；反之，则返回步骤1。
实施例2 
一种光伏电池板最大功率点调控方法，它包括以下步骤：
步骤1、采集所述光伏电池板的输出电压Ui，并测量出与所述输出电压Ui对应的输出电流Ii，计算出所述光伏电池板的当前功率Pi。
步骤2、对所述光伏电池板的输出电压进行电压扰动，采集扰动后的光伏电池板的输出电压Ui+1，并测量出与所述输出电压Ui+1对应的输出电流Ii+1，计算出所述光伏电池板的比较功率Pi+1；
紧接着再对所述光伏电池板的输出电压进行同向电压扰动，采集扰动后的光伏电池板的输出电压Ui+2，并测量出与所述输出电压Ui+2对应的输出电流Ii+2，计算出所述光伏电池板的判断功率Pi+2；
由于两次电压扰动的时间间隔很短，认为比较功率Pi+1和判断功率Pi+2是在同一光照强度下获得的。
步骤3、若所述当前功率Pi小于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1小于所述判断功率Pi+2，或者，若所述当前功率Pi大于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1小于所述判断功率Pi+2，则返回步骤2，并对所述光伏电池板的输出电压进行升压扰动；若所述当前功率Pi大于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1大于所述判断功率Pi+2，或者，若所述当前功率Pi小于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1大于所述判断功率Pi+2，则返回步骤2，并对所述光伏电池板的输出电压进行降压扰动；若所述当前功率Pi等于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1等于所述判断功率Pi+2，则延时后，返回步骤1；反之，则返回步骤1。
本发明通过人为的扰动电压，采集多组当前功率Pi、比较功率Pi+1和判断功率Pi+2，进行比较判断，以此，调整输出电压的大小，使得当前功率Pi等于比较功率Pi+1，且比较功率Pi+1等于判断功率Pi+2，即光伏电池板工作在最大功率点附近，当光伏电池板工作在最大功率点后，停止电压扰动，一段时间后或光照强度发生较大变化后，则开始步骤1。
该发明有效的解决了光伏电池板工作在上波段时，光照强度由强变弱时，电压波动幅度大，输出功率发生变化后，使用电压扰动法判断时，出现误判的问题；同时，解决了光伏电池板工作在下波段时，光照强度由弱变强时，电压波动幅度大，输出功率发生变化后，使用电压扰动法判断时，出现误判的问题。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (3)

1.一种光伏电池板最大功率点调控方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤1、首先，获取光伏电池板的当前功率Pi；步骤2、对光伏电池板的输出电压进行电压扰动，并获取光伏电池板的比较功率Pi+1，然后，再对光伏电池板的输出电压进行同向电压扰动，并获取光伏电池板的判断功率Pi+2；步骤3、若所述当前功率Pi小于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1小于所述判断功率Pi+2，或者，若所述当前功率Pi大于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1小于所述判断功率Pi+2，则返回步骤2，并对所述光伏电池板的输出电压进行升压扰动；若所述当前功率Pi大于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1大于所述判断功率Pi+2，或者，若所述当前功率Pi小于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1大于所述判断功率Pi+2，则返回步骤2，并对所述光伏电池板的输出电压进行降压扰动；若所述当前功率Pi等于所述比较功率Pi+1，且所述比较功率Pi+1等于所述判断功率Pi+2，则延时后，返回步骤1；反之，则返回步骤1。
2.根据权利要求1所述的光伏电池板最大功率点调控方法，其特征在于：在步骤1中，在不同的光照强度下，分别建立光伏电池板的电压—功率曲线模型；再采集所述光伏电池板的输出电压Ui，记录与所述光伏电池板的输出电压Ui对应的光照强度Ei，并通过与所述光照强度Ei对应的所述电压—功率曲线模型，查找出与所述输出电压Ui对应的当前功率Pi；在步骤2中，对所述光伏电池板的输出电压进行电压扰动，采集电压扰动后的光伏电池板的输出电压Ui+1，记录与所述光伏电池板的输出电压Ui+1对应的光照强度E i+1，并通过与所述光照强度E i+1对应的所述电压—功率曲线模型，查找出与所述输出电压Ui+1对应的比较功率Pi+1；再对所述光伏电池板的输出电压进行同向电压扰动，采集扰动后的光伏电池板的输出电压Ui+2，记录与所述光伏电池板的输出电压Ui+2对应的光照强度E i+2，并通过与所述光照强度E i+2对应的所述电压—功率曲线模型，查找出与所述输出电压Ui+2对应的判断功率Pi+2。
3.根据权利要求1所述的光伏电池板最大功率点调控方法，其特征在于：在步骤1中，采集所述光伏电池板的输出电压Ui，并测量出与所述输出电压Ui对应的输出电流Ii，计算出所述光伏电池板的当前功率Pi；在步骤2中，对所述光伏电池板的输出电压进行电压扰动，采集扰动后的光伏电池板的输出电压Ui+1，并测量出与所述输出电压Ui+1对应的输出电流Ii+1，计算出所述光伏电池板的比较功率Pi+1；再对所述光伏电池板的输出电压进行同向电压扰动，采集扰动后的光伏电池板的输出电压Ui+2，并测量出与所述输出电压Ui+2对应的输出电流Ii+2，计算出所述光伏电池板的判断功率Pi+2。
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