一种MPPT光伏变频器控制系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种MPPT光伏变频器控制系统，其中的功率逆变单元连接于太阳能电池板，主处理单元连接于功率逆变单元，该主处理单元用于以MPPT算法处理数据以及发出控制指令，实时时钟芯片单元和信号实时检测单元分别连接于主处理单元，X轴电机驱动单元连接于主处理单元与X轴电机之间，用于执行主处理单元的控制指令驱动X轴电机转动，Y轴电机驱动单元连接于主处理单元与Y轴电机之间，用于执行主处理单元的控制指令驱动Y轴电机转动。该控制系统对光伏太阳能的最大功率追踪达到了实时、全面、快速、稳定的目的，从而提高太阳能电池板的实时应用效率，并且带来了高效节能等有益效果。

主权项

一种MPPT光伏变频器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，太阳能电池板的输出电压随光照强度的增加而升高，该输出电压传输至开关电源，当开关电源达到启动电压后，对控制系统供电，并且信号实时检测单元对变频器母线电压进行采样，将该采样电压传送至主处理单元；步骤S2，太阳能电池板的采样电压Uin是否达到太阳方位角驱动程序设定的启动电压Uon1，若否，则待机等待，直至电压达到启动电压Uon1以上，若是，则执行步骤S3；步骤S3，调用太阳方位角追踪子程序，通过X轴电机驱动单元和Y轴电机驱动单元调整太阳能电池板角度，确定太阳能电池板的零位基准，并储存数据；步骤S4，主处理单元判断该采样电压Uin与逆变输出的启动电压Uon2是否满足Uin＞Uon2，若否，则继续对变频器母线电压进行采样，若是，则判断是否到达启动时间，若到达或者超过启动时间，则执行步骤S5，若未到达启动时间，则继续计时直至启动时间；步骤S5，查询是否有历史数据，若是，则执行步骤S6，若否，则执行步骤S9；步骤S6，逐一比较当前开路电压Uk与最近n天内历史数据中各启动前的开路电压大小，找到其中与当前开路电压Uk最接近的开路电压Uki(i＝1,2....n)；步骤S7，判断是否满足|Uk‑Uki|<ΔU，ΔU为预设的偏差值，若是则执行步骤S8，若否，则执行步骤S9；步骤S8，调取开路电压为Uki这一天的所有相关历史数据，并记录当前启动时间和该开路电压UK，之后启动功率逆变单元，根据V/F特性，通过SVPWM算法调节输出频率，改变输出电压和功率，使母线电压快速达到所调取的历史电压数据中相应启动时间的最大功率点电压附近，之后执行步骤S10；步骤S9，利用恒压法计算K*Uk值，K为预设常数，之后启动功率逆变单元，根据V/F特性，通过SVPWM算法调节输出频率，改变输出电压和功率，使母线电压快速达到K*Uk附近，之后执行步骤S10；步骤S10，利用增量导纳法对最大功率点进行搜索，在步骤S8或者步骤S9追踪到的电压点基础上，通过SVPWM算法调节输出频率，不断搜索使得判断出输出功率p与输出电压u的关系满足dp/du＝0，得到最大功率点，保存当前最大功率点时的母线电压及当前时间于存储区，存储位置自动增加1；步骤S11，实时监测当前母线电压，并按照固定幅度的频率变化量Δf，以增加或减小方式微调，以使母线电压维持在该最大功率点；步骤S12，计算累积的输出频率变化量是否满足ΣΔf<A，其中，A为频率变化量预设常数值，若是，则执行步骤S13，若否，则返回值步骤S10；步骤S13，判断当前时间距离上一次记录的最大功率点的时间T是否满足T>t，t为预设时长，若是，则执行步骤S14，若否，则返回至步骤S11；步骤S14，当前时间是否已到系统所预设的停止工作时间，若是，则执行步骤S17，若否，则执行步骤S15；步骤S15，搜索下一个最大功率点，调用太阳方位角追踪子程序，通过X轴电机驱动单元和Y轴电机驱动单元调整太阳能电池板角度，并储存数据；步骤S16，若当天没有执行过步骤S8，则直接返回至步骤S10，若执行过步骤S8，则读取第i天中最接近当前时间所记录的最大功率数据，根据V/F特性，通过SVPWM算法调节输出频率，改变输出电压和功率，使母线电压快速达到所调取的历史数据中相应时间的最大功率点电压附近，之后返回至步骤S10；步骤S17，停止逆变输出，利用剩余能量驱动X轴电机和Y轴电机，调整太阳能电池板角度回到基准零位。