CN107359690A - 基于光伏最大功率点跟踪的控制设备 - Google Patents

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夏华凤
许胜�
付焕森
曹健
丁展
周澄
李元贵
金丽君
于晶晶
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • 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
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    • 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
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

本发明提供一种基于光伏最大功率点跟踪的控制设备，包括传感器单元、电压检测采样单元、电流检测采样单元、PLC控制器和执行机构，执行机构包括Boost电路和光伏电池，光伏电池经滤波电路连接Boost电路，Boost电路并联有负载RL，传感器单元包括光照传感器和温度传感器，光照传感器和温度传感器分别设于光伏电池上，光照传感器和温度传感器分别连接PLC控制器的输入端，PLC控制器的输出端连接Boost变换器的控制端，PLC控制器的输入端还分别通过电压检测采样单元、电流检测采样单元连接光伏电池；该设备通过温度、光照、电压、电流采集检测数据，充分利用PLC的编程优势，将智能算法编制成PLC程序，输出Boost电路开关管的占空比，实现MPPT智能追踪。

Description

基于光伏最大功率点跟踪的控制设备
技术领域
本发明涉及一种基于光伏最大功率点跟踪的控制设备。
背景技术
光伏发电技术由于可将无污染、可再生的太阳能转换为方便存储的电能，因此在全球能源紧张和环境污染严重的今天，日益受到人们的关注和重视。然而，光伏发电一直面临着转换效率低的问题，最大功率跟踪技术是目前公认的提高光伏电池效率的有效手段。
当前，光伏MPPT广泛使用单片机作为核心控制器，采用观察扰动法和电导增量法两种基本跟踪方法。存在一些缺点：一是两种基本方法对输出功率采取单一的开环结构，没有考虑到影响因素间的动态耦合，造成追踪效率降低；二是核心控制器没有选择可靠性好，易于编程，编程功能可实现智能控制的可编程逻辑控制器PLC，造成追踪精度降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于光伏最大功率点跟踪的控制设备，通过温度、光照、电压、电流采集检测数据，通过变换器来改变电池的输出阻抗，实现电池输出阻抗与负载阻抗的最佳匹配，得到最大功率值，实现最大功率点跟踪，解决现有技术中存在的光伏电池受环境温度、太阳光照度和负载阻抗影响较大的问题。
本发明的技术解决方案是：
一种基于光伏最大功率点跟踪的控制设备，包括传感器单元、电压检测采样单元、电流检测采样单元、PLC控制器和执行机构，执行机构包括Boost电路和光伏电池，光伏电池经滤波电路连接Boost电路，Boost电路并联有负载RL，传感器单元包括光照传感器和温度传感器，光照传感器和温度传感器分别设于光伏电池上，光照传感器和温度传感器分别连接PLC控制器的输入端，PLC控制器的输出端连接Boost电路的控制端，PLC控制器的输入端还分别通过电压检测采样单元、电流检测采样单元连接光伏电池。
进一步地，负载RL并联有输出滤波电容C2。
进一步地，Boost电路包括三极管V和二极管D，三极管V的集电极连接在Boost电路的正极输入端与二极管D的正极交汇处，三极管V的发射极连接在光伏电池的负极输出端与负载RL的交汇处，三极管V的基极连接PLC控制器的输出端，二极管D的正极通过负载RL连接光伏电池的负极输出端。
进一步地，滤波电路包括滤波电容C1和电感L，滤波电容C1和光伏电池并联，光伏电池的正极输出端通过电感L连接Boost电路的正极输入端，光伏电池的负极输出端连接Boost电路的负极输入端。
进一步地，PLC控制器连接上位机。
本发明的有益效果是：该种基于光伏最大功率点跟踪的控制设备，通过温度、光照、电压、电流采集检测数据，充分利用PLC的编程优势，将智能算法编制成PLC程序，输出Boost电路的占空比，实现MPPT智能追踪；增加显示屏，实时显示光伏电池工作数据、运行状态、故障信息，方便操作。
附图说明
图1是本发明实施例基于光伏最大功率点跟踪的控制设备的说明框图；
图2是实施例基于光伏最大功率点跟踪的控制设备的电路连接图；
图3是基于光伏最大功率点跟踪的控制设备的原理图；
其中：1-PLC控制器，2-滤波电路，3-Boost电路，4-电压检测采样单元，5-电流检测采样单元，6-光照传感器，7-温度传感器，8-上位机，9-光伏电池。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例
一种基于光伏最大功率点跟踪的控制设备，如图1所示，包括传感器单元、电压检测采样单元4、电流检测采样单元5、PLC控制器1和执行机构，执行机构包括Boost电路3和光伏电池9，光伏电池9经滤波电路2连接Boost电路3，Boost电路3并联有负载RL，传感器单元包括光照传感器6和温度传感器7，光照传感器6和温度传感器7分别设于光伏电池9上，光照传感器6和温度传感器7分别连接PLC控制器1的输入端，PLC控制器1的输出端连接Boost电路3的控制端，PLC控制器1的输入端还分别通过电压检测采样单元4、电流检测采样单元5连接光伏电池9。
该种基于光伏最大功率点跟踪的控制设备，通过温度、光照、电压、电流采集检测数据，实时采集系统数据，充分利用PLC的编程优势，将智能算法编制成PLC程序，输出Boost电路3的占空比，实现MPPT智能追踪；增加显示屏，实时显示光伏电池9工作数据、运行状态、故障信息，方便操作。
该种基于光伏最大功率点跟踪的控制设备中，如图2，负载RL并联有输出滤波电容C2。Boost电路3包括三极管V和二极管D，三极管V的集电极连接在Boost电路3的正极输入端与二极管D的正极交汇处，三极管V的发射极连接在光伏电池9的负极输出端与负载RL的交汇处，三极管V的基极连接PLC控制器1的输出端，二极管D的正极通过负载RL连接光伏电池9的负极输出端。
如图2，滤波电路2包括滤波电容C1和电感L，滤波电容C1和光伏电池9并联，光伏电池9的正极输出端通过电感L连接Boost电路3的正极输入端，光伏电池9的负极输出端连接Boost电路3的负极输入端。
实施例中光伏电池9安装有温度传感器7、光照传感器6等，电压检测采样单元4、电流检测采样单元5和阻抗检测装置，PLC控制器1是整个设备控制的核心，一是利用PLC控制器1易于结合智能控制技术，调用模糊数据库，解决环境变量间的动态耦合问题，提高MPPT的追踪精度；二是上位机8可以显示电池的相关参数，可以查询、统计和打印，为电池工作提供参考价值；三是实现人机交互，用户通过显示屏设置运行参数和安全标准，同时接收PLC控制器1发送的实时数据、运行状态、故障信息。
执行机构包括Boost占空比调节和光伏电池9，PLC控制器1经算法程序运算后，将占空比输出给Boost电路3的三极管V，实现阻抗匹配。MPPT控制设备可通过调节三极管V的占空比，使得光伏电池9的输出阻抗等于负载阻抗，得到最大功率值。
实施例的工作原理说明如下：如图3，该种基于光伏最大功率点跟踪的控制设备，通过采集环境变量、电压电流参数，通过PLC实现算法编程，由执行机构动作，实现光伏电池9最大功率点追踪的高效、高精度和高稳定性。

Claims (5)

1.一种基于光伏最大功率点跟踪的控制设备，其特征在于：包括传感器单元、电压检测采样单元、电流检测采样单元、PLC控制器和执行机构，执行机构包括Boost电路和光伏电池，光伏电池经滤波电路连接Boost电路，Boost电路并联有负载RL，传感器单元包括光照传感器和温度传感器，光照传感器和温度传感器分别设于光伏电池上，光照传感器和温度传感器分别连接PLC控制器的输入端，PLC控制器的输出端连接Boost电路的控制端，PLC控制器的输入端还分别通过电压检测采样单元、电流检测采样单元连接光伏电池。
2.如权利要求1所述的基于光伏最大功率点跟踪的控制设备，其特征在于：负载RL并联有输出滤波电容C2。
3.如权利要求1所述的基于光伏最大功率点跟踪的控制设备，其特征在于：Boost电路包括三极管V和二极管D，三极管V的集电极连接在Boost电路的正极输入端与二极管D的正极交汇处，三极管V的发射极连接在光伏电池的负极输出端与负载RL的交汇处，三极管V的基极连接PLC控制器的输出端，二极管D的正极通过负载RL连接光伏电池的负极输出端。
4.如权利要求1-3任一项所述的基于光伏最大功率点跟踪的控制设备，其特征在于：滤波电路包括滤波电容C1和电感L，滤波电容C1和光伏电池并联，光伏电池的正极输出端通过电感L连接Boost电路的正极输入端，光伏电池的负极输出端连接Boost电路的负极输入端。
5.如权利要求1-3任一项所述的基于光伏最大功率点跟踪的控制设备，其特征在于：PLC控制器连接上位机。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112398418A (zh) * 2020-11-18 2021-02-23 北京能高自动化技术股份有限公司 一种离网光伏储热系统的最大功率点跟踪电路和方法
CN113110689A (zh) * 2021-04-25 2021-07-13 江苏大学 一种考虑反向温差的最大功率点追踪控制器及控制方法
CN113556086A (zh) * 2021-07-29 2021-10-26 东北大学 基于mppt的太阳能电暖手套

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101694676A (zh) * 2009-10-21 2010-04-14 广州市圣大电子有限公司 基于psim软件的太阳能最大功率点跟踪算法及仿真系统
CN101710805A (zh) * 2009-12-03 2010-05-19 天津理工大学 一种独立型光伏发电系统及跟踪其最大功率的工作方法
CN202231648U (zh) * 2011-10-11 2012-05-23 上海理工大学 一种光伏电池最大功率跟踪装置
CN103294102A (zh) * 2012-11-02 2013-09-11 许昌学院电气信息工程学院 一种基于温度检测的太阳能cvt控制方法
CN203434884U (zh) * 2013-04-25 2014-02-12 上海理工大学 新型太阳能独立住宅供电装置
CN204030626U (zh) * 2014-07-14 2014-12-17 广东省自动化研究所 一种基于双处理器的光伏并网逆变器
CN104578136A (zh) * 2013-10-27 2015-04-29 西安中科麦特电子技术设备有限公司 一种家用光伏发电系统
CN105116956A (zh) * 2015-06-23 2015-12-02 华南理工大学 一种应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置
CN205581704U (zh) * 2016-05-06 2016-09-14 河海大学 光伏发电系统局部阴影下最大功率点跟踪装置
CN207124478U (zh) * 2017-08-31 2018-03-20 泰州学院 基于光伏最大功率点跟踪的控制设备

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101694676A (zh) * 2009-10-21 2010-04-14 广州市圣大电子有限公司 基于psim软件的太阳能最大功率点跟踪算法及仿真系统
CN101710805A (zh) * 2009-12-03 2010-05-19 天津理工大学 一种独立型光伏发电系统及跟踪其最大功率的工作方法
CN202231648U (zh) * 2011-10-11 2012-05-23 上海理工大学 一种光伏电池最大功率跟踪装置
CN103294102A (zh) * 2012-11-02 2013-09-11 许昌学院电气信息工程学院 一种基于温度检测的太阳能cvt控制方法
CN203434884U (zh) * 2013-04-25 2014-02-12 上海理工大学 新型太阳能独立住宅供电装置
CN104578136A (zh) * 2013-10-27 2015-04-29 西安中科麦特电子技术设备有限公司 一种家用光伏发电系统
CN204030626U (zh) * 2014-07-14 2014-12-17 广东省自动化研究所 一种基于双处理器的光伏并网逆变器
CN105116956A (zh) * 2015-06-23 2015-12-02 华南理工大学 一种应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置
CN205581704U (zh) * 2016-05-06 2016-09-14 河海大学 光伏发电系统局部阴影下最大功率点跟踪装置
CN207124478U (zh) * 2017-08-31 2018-03-20 泰州学院 基于光伏最大功率点跟踪的控制设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112398418A (zh) * 2020-11-18 2021-02-23 北京能高自动化技术股份有限公司 一种离网光伏储热系统的最大功率点跟踪电路和方法
CN113110689A (zh) * 2021-04-25 2021-07-13 江苏大学 一种考虑反向温差的最大功率点追踪控制器及控制方法
CN113556086A (zh) * 2021-07-29 2021-10-26 东北大学 基于mppt的太阳能电暖手套

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