一种太阳能电池最大输出功率跟踪方法

摘要

一种太阳能电池最大输出功率跟踪方法，太阳能控制器通过检测电路检测太阳能电池在当前变换周期内的当前输出电压V(n)和当前输出电流I(n)，计算当前输出功率P(n)，P(n)＝V(n)*I(n)，记录太阳能电池的输出功率由下降到上升或者由上升到下降的转折变化的累计次数为F；设定变换周期内的步进值δ有二个不同的档位：第一档位c1和第二档位c2，第一档位c1和第二档位c2均大于零且小于最大允许导通时间的0.1倍，并有第一档位c1＞第二档位c2。本发明改进了固定步进值在最大输出功率点跟踪时产生的缺陷，克服在最大输出功率点上的输出功率波动，具有快速、准确和稳定的特点。

主权项

一种太阳能电池最大输出功率跟踪方法，其特征是太阳能控制器通过检测电路检测太阳能电池在当前变换周期内的当前输出电压V(n)和当前输出电流I(n)，计算当前输出功率P(n)，P(n)＝V(n)*I(n)并记录，前次变换周期记为n‑1：前次输出电压V(n‑1)和前次输出电流I(n‑1)，前次输出功率P(n‑1)，P(n‑1)＝V(n‑1)*I(n‑1)，前前次变换周期记为n‑2，前前次输出电压V(n‑2)和前前次输出电流I(n‑2)，前前次输出功率P(n‑2)，P(n‑2)＝V(n‑2)*I(n‑2)，所述的前前次为前次的前次；当前输出功率的变化量ΔP(n)，ΔP(n)＝P(n)‑P(n‑1)，前次输出功率的变化量ΔP(n‑1)，ΔP(n‑1)＝P(n‑1)‑P(n‑2)，当前输出电压的变化量ΔV(n)，ΔV(n)＝V(n)‑V(n‑1)，其中，n为当前，n+1为后次，n‑1为前次，n‑2为前前次，n为大于等于1的自然数，当n＝1时，为第一次，V(n‑1)及P(n‑1)、P(n‑2)初始化为零；记录太阳能电池的输出功率由下降到上升或者由上升到下降的转折变化的累计次数为F，在当前变换周期内发生转折变化时，F(n)＝F(n‑1)+1，在当前变换周期内没发生转折变化时，F(n)＝F(n‑1)；F(n)为当前变换周期内的累计次数，F(n‑1)为前次变换周期内的累计次数，设定变换周期内的步进值δ有二个不同的档位：第一档位c1和第二档位c2，第一档位c1和第二档位c2均大于零且小于最大允许导通时间的0.1倍，并有第一档位c1＞第二档位c2，其中，最大允许导通时间是指允许的最大导通时间，是一个和斩波频率相关的时间，为斩波频率的倒数的0.75倍；所述的变换周期包括后次变换周期、当前变换周期、前次变换周期、前前次变换周期以及第一次变换周期；在第一次变换周期内，对步进值δ首先赋予较大的值，即δ＝c1；在当前输出电压的变化量ΔV(n)的绝对值|ΔV(n)|＞V1时，则后次变换周期内的步进值δ下降一个档位；如果，在后次变换周期内的步进值δ已经为最小档位时，则不作变化；其中，V1为小于0.1倍太阳能电池的开路电压值的正数；在当前输出功率的变化量ΔP(n)的变化率超过1.1时，则后次变换周期内的步进值δ上升一个档位；如果，在后次变换周期内的步进值δ已经为最大档位时，则不作变化；其中，当前输出功率的变化量ΔP(n)的变化率是指当前输出功率的变化量ΔP(n)与前次输出功率的变化量ΔP(n‑1)之差与前次输出功率的变化量ΔP(n‑1)的比值；在当前输出功率的变化量ΔP(n)的绝对值|ΔP(n)|与当前输出功率P(n)的比值＞λ时，则后次变换周期内的步进值δ下降一个档位；如果，在后次变换周期内的步进值δ已经为最小档位时，则不作变化；其中，λ为小于1的正数；在当前变换周期内的累计次数F(n)≥2时，则后次变换周期内的步进值δ下降一个档位，同时，对F(n)进行清零并重新计数；如果，在后次变换周期内的步进值δ已经为最小档位时，则对步进值δ不作变化；在输出功率随导通时间增加而增加的上升期内：在当前输出功率的变化量ΔP(n)的绝对值|ΔP(n)|≤e时，则后次变换周期内的太阳能控制器的导通时间Ton(n+1)维持不变，即Ton(n+1)＝Ton(n)，其中，Ton(n)为当前变换周期内的太阳能控制器的导通时间，e为小于太阳能电池的标称功率0.1倍的正数；在当前输出功率的变化量ΔP(n)＞e时，则后次变换周期内的太阳能控制器的导通时间Ton(n+1)增加一个步进值δ，即Ton(n+1)＝Ton(n)+δ；在当前输出功率的变化量ΔP(n)＜‑e时，则后次变换周期内的太阳能控制器的导通时间Ton减少一个步进值δ，即Ton(n+1)＝Ton(n)‑δ；在输出功率随导通时间增加而降低的下降期内：在当前输出功率的变化量ΔP(n)的绝对值|ΔP(n)|≤e时，则后次变换周期内的太阳能控制器的导通时间Ton(n+1)维持不变，Ton(n+1)＝Ton(n)；在当前输出功率的变化量ΔP(n)＞e时，则后次变换周期内的太阳能控制器的导通时间Ton(n+1)减少一个步进值δ，即Ton(n+1)＝Ton(n)‑δ；在当前输出功率的变化量ΔP(n)＜‑e时，则后次变换周期内的太阳能控制器的导通时间Ton增加一个步进值δ，即Ton(n+1)＝Ton(n)+δ。