CN105676940B - 一种太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制方法 - Google Patents
一种太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105676940B CN105676940B CN201610047753.7A CN201610047753A CN105676940B CN 105676940 B CN105676940 B CN 105676940B CN 201610047753 A CN201610047753 A CN 201610047753A CN 105676940 B CN105676940 B CN 105676940B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- point
- solar cell
- power
- voltage
- maximum power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 abstract 4
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 abstract 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/66—Regulating electric power
- G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
本发明涉及一种太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制方法，所述方法利用太阳能电池跟踪控制器进行跟踪、控制和输出，所述太阳能电池跟踪控制器内部设有电压检测模块、MOSFET管、ACS712芯片和ARM芯片，使用大步长寻找当前被测的太阳能电池组件的最大功率点可能存在的区间，算法进入初始化后采集一个点，然后在这个点两侧各取一个点，找这三个点中功率最大的点，如果找到一个点两侧的点的功率都小于这个点则切换至电导增量计算流程进行处理和计算。本发明所述算法能对太阳能电池组件的输出进行严格控制，能有效利用电流电压的关联关系，使得太阳能电池组件的输出始终处于高效率状态，极大地提高了组件的使用效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能技术领域，具体涉及一种太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制方法。
背景技术
近年来，太阳能电池发电功率小并且转化率低，电池的输出电流电压呈一定的关系，当电压电流到达特定值的时候可实现太阳能电池的功率最大输出。如果直接连接负载会导致电能的浪费，不能达到最大的功率输出，时间久了必会导致能量损失。特别是大型发电站，造成的损失难以估量。
传统的太阳能发电最大功率点跟踪（mppt）控制器的mcu通常为51单片机或者DSP控制器，并且大都采用恒定电压法跟踪最大功率点，但并不是真正意义上的最大功率点跟踪控制器。51单片机的运算速率受限制，可拓展性差，自身功能少，需另外增加电路，使电路更加复杂。DSP控制器运算速率快但是价格是普通mcu的数十倍不利于控制成本。
发明内容
为了克服现有技术的不足，提出了一种太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制方法，所述方法对太阳能电池组件的输出电流电压进行检测，当电压电流到达特定值的时候实现太阳能电池组件的功率最大输出。
本发明的技术方案为：一种太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制方法，所述方法利用太阳能电池跟踪控制器进行跟踪、控制和输出，所述太阳能电池跟踪控制器内部设有电压检测模块、MOSFET管、ACS712芯片和ARM芯片，使用大步长寻找当前被测的太阳能电池组件的最大功率点可能存在的区间，算法进入初始化后采集一个点，然后在这个点两侧各取一个点，找这三个点中功率最大的点，如果找到一个点两侧的点的功率都小于这个点则切换至电导增量计算流程进行处理和计算，所述电导增量计算就是对被测的太阳能电池组件进行输出电压采集和电流采集，电压采集是用所述电压检测模块获取数据，电压检测模块由两个电阻串联然后经过运算放大器组成，电流采集利用ACS712芯片转换为电压数据进行采集，经过计算和转化后，输出PWM波给ARM芯片来控制MOSFET管的通断，进而追踪太阳能电池组件输出的最大功率点，利用所述的电导增量计算能准确跟踪到最大功率点位置，计算出最大功率点位置后,太阳能电池跟踪控制器将利用内部的电压电流调节单元对太阳能电池组件的输出进行电流或电压调节，从而实现太阳能电池组件最大功率的输出目的，具体算法步骤为：
1.初始化，电流I1清零，电压U1清零，电压U2清零，功率P1清零，
功率P2清零，功率P3清零，功率P清零；
2采集任意一个点的电流I1、电压U1，求出功率P1，把P1保存到P；
3、使U2=U1+△U，求出此时功率P2；
4、使U3=U1-△U,求出此时功率P3；
5、比较P1、P2、P3，找最大值然后保存到P1中；
6、判断P1是否等于P，P1不等于P，则原P1没有达到最大功率点附近，重新进行1-5步骤；
7、当P1等于P，说明原P1已经到达最大功率点附近，算法进入电导增量计算，进行更精确的跟踪。
本发明具有如下有益效果：
1）本发明对太阳能电池组件的输出电流电压进行检测，当电压电流到达特定值的时候实现太阳能电池组件的功率最大输出。
2）本发明所述算法能对太阳能电池组件的输出进行严格控制，能有效利用电流电压的关联关系，使得太阳能电池组件的输出始终处于高效率状态，极大地提高了组件的使用效率。
附图说明
图1是本发明算法流程示意图。
具体实施方式：
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1所示，本发明涉及一个太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制方法，所述方法利用太阳能电池跟踪控制器进行跟踪、控制和输出，太阳能电池跟踪控制器包括升降压变换器主电路、核心控制器MCU、ACS712芯片、检测模块、显示模块，检测模块包括电流检测模块和电压检测模块，其中太阳能电池组件电路板输出电压采集是用两个电阻串联然后经过运放获取，电流采集利用ACS712芯片转换为电压数据进行采集计算转化。核心控制芯片MCU通过检测模块对太阳能电池的输出电压和电流进行采集，并通过电导增量计算输出PWM波给驱动模块来控制主电路中的MOSFET管的通断进而追踪太阳能电池输出的最大功率点。根据最大功率点，太阳能电池跟踪控制器利用内部的电压电流调节单元对太阳能电池组件的输出进行电流或电压调节计算，计算出准确数字后，调节输出电压或电流，从而实现太阳能电池组件最大功率的输出目的，具体算法步骤为：
1.初始化，电流I1清零，电压U1清零，电压U2清零，功率P1清零，
功率P2清零，功率P3清零，功率P清零；
2采集任意一个点的电流I1、电压U1，求出功率P1，把P1保存到P；
3、使U2=U1+△U，求出此时功率P2；
4、使U3=U1-△U,求出此时功率P3；
5、比较P1、P2、P3，找最大值然后保存到P1中；
6、判断P1是否等于P，P1不等于P，则原P1没有达到最大功率点附近，重新进行1-5步骤；
7、当P1等于P，说明原P1已经到达最大功率点附近，算法进入电导增量计算，进行更精确的跟踪。
所述电导增量计算就是对被测的太阳能电池组件进行输出电压采集和电流采集，电压采集是用所述电压检测模块获取数据，电压检测模块由两个电阻串联然后经过运算放大器组成，电流采集利用ACS712芯片转换为电压数据进行采集，经过计算和转化后，本发明对太阳能电池组件的输出电流电压进行检测，当电压电流到达特定值的时候实现太阳能电池组件的功率最大输出。
Claims (1)
1.一种太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制方法，所述方法利用太阳能电池跟踪控制器进行跟踪、控制和输出，所述太阳能电池跟踪控制器内部设有电压检测模块、MOSFET管、ACS712芯片和ARM芯片，使用大步长寻找当前被测的太阳能电池组件的最大功率点可能存在的区间，其特征是，算法进入初始化后采集一个点，然后在这个点两侧各取一个点，找这三个点中功率最大的点，如果找到一个点两侧的点的功率都小于这个点则切换至电导增量计算流程进行处理和计算，所述电导增量计算就是对被测的太阳能电池组件进行输出电压采集和电流采集，电压采集是用所述电压检测模块获取数据，电压检测模块由两个电阻串联然后经过运算放大器组成，电流采集利用ACS712芯片转换为电压数据进行采集，经过计算和转化后，输出PWM波给ARM芯片来控制MOSFET管的通断，进而追踪太阳能电池组件输出的最大功率点，利用所述的电导增量计算能准确跟踪到最大功率点位置，实现太阳能电池组件最大功率的输出目的，具体算法步骤为：
1)、初始化，电流I1清零，电压U1清零，电压U2清零，功率P1清零，功率P2清零，功率P3清零，功率P清零；
2)、采集任意一个点的电流I1、电压U1，求出功率P1，把P1保存到P；
3)、使U2=U1+△U，求出此时功率P2；
4)、使U3=U1-△U,求出此时功率P3；
5)、比较P1、P2、P3，找最大值然后保存到P1中；
6)、判断P1是否等于P，P1不等于P，则原P1没有达到最大功率点附近，重新进行1-5步骤；
7)、当P1等于P，说明原P1已经到达最大功率点附近，算法进入电导增量计算，进行更精确的跟踪。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610047753.7A CN105676940B (zh) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | 一种太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610047753.7A CN105676940B (zh) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | 一种太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105676940A CN105676940A (zh) | 2016-06-15 |
| CN105676940B true CN105676940B (zh) | 2017-11-24 |
Family
ID=56302396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610047753.7A Active CN105676940B (zh) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | 一种太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105676940B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110112818B (zh) * | 2019-05-10 | 2022-03-25 | 长安大学 | 一种车载光伏系统太阳能变换器的运行控制方法及系统 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4457692B2 (ja) * | 2004-02-23 | 2010-04-28 | パナソニック電工株式会社 | 最大電力追尾制御方法及び電力変換装置 |
| JP4578498B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2010-11-10 | 秀輝 角島 | 太陽光電池を用いた独立型電源の制御システム並びに最大電力追従方法及び鉛蓄電池満充電方法 |
| CN102111086B (zh) * | 2009-12-25 | 2013-08-28 | 比亚迪股份有限公司 | 太阳能电池最大功率点跟踪方法和装置 |
| CN102163067B (zh) * | 2011-04-11 | 2013-04-17 | 武汉万鹏科技有限公司 | 太阳能最大功率跟踪方法及太阳能充电装置 |
| CN102158134A (zh) * | 2011-05-27 | 2011-08-17 | 深圳珈伟光伏照明股份有限公司 | 一种太阳能发电系统的峰值功率跟踪方法 |
| CN103324239A (zh) * | 2013-05-17 | 2013-09-25 | 河海大学 | 局部阴影下光伏阵列全局最大功率点快速寻优方法 |
-
2016
- 2016-01-25 CN CN201610047753.7A patent/CN105676940B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105676940A (zh) | 2016-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101599724B (zh) | 一种用于太阳能光伏发电系统的mppt控制装置及方法 | |
| CN101630171B (zh) | 应用于光伏电池最大功率跟踪的分段自适应爬山法及系统 | |
| CN101697423B (zh) | 光伏并网逆变系统中的一种非主动扰动最大功率跟踪方法 | |
| CN102722212A (zh) | 不均匀光照下光伏发电系统最大功率点跟踪方法 | |
| CN101877559A (zh) | 光伏发电系统最大功率点快速准确跟踪控制的复合控制方法 | |
| CN103914097B (zh) | 光伏发电系统最大功率点快速跟踪方法 | |
| CN104035476B (zh) | 基于输出电压频率步进扰动的最大功率点跟踪方法 | |
| CN103166557B (zh) | 一种小型风力发电功率控制器 | |
| CN102929325A (zh) | 一种高精度单级式光伏发电系统最大功率跟踪方法 | |
| CN102156267A (zh) | 大功率光伏并网逆变实验装置 | |
| CN108536212A (zh) | 一种基于功率预测的新型变步长光伏最大功率跟踪方法 | |
| CN103197718B (zh) | 太阳能光伏阵列的最大功率输出控制方法和系统 | |
| CN104199507B (zh) | 基于p‑u曲率特性的光伏最大功率跟踪系统及方法 | |
| CN201947203U (zh) | 一种太阳跟踪控制系统 | |
| CN105676940B (zh) | 一种太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制方法 | |
| CN201450012U (zh) | 应用于光伏电池最大功率跟踪的分段自适应爬山系统 | |
| CN103384079A (zh) | 中小直驱风力发电系统的最大功率跟踪方法及其跟踪电路 | |
| CN203377793U (zh) | 具有光伏扬水系统控制功能的变频器 | |
| CN201594795U (zh) | 一种用于光伏发电系统的最大功率点跟踪控制装置 | |
| CN105186564B (zh) | 一种高效能的太阳能光伏发电控制系统及方法 | |
| CN102368670B (zh) | 无传感器型的最大功率跟踪控制方法 | |
| CN205068052U (zh) | 一种太阳能光伏发电装置 | |
| CN104660243A (zh) | 一种小幅值交流信号到直流信号的转换方法及装置 | |
| CN205080462U (zh) | 基于单片机和aic的光伏mppt控制装置 | |
| CN205681328U (zh) | 一种用于光伏发电的并联逆变器控制系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200422 Address after: Room 402, floor 4, building a, Chuangzhi building, No. 17, Xinghuo Road, Jiangbei new district, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee after: Nanjing mcwell Electromagnetic Technology Co.,Ltd. Address before: 266000 Shandong province Qingdao City, Fushun Road No. 11 Patentee before: Qindao University of Technology |
|
| TR01 | Transfer of patent right |