，说明系统工作在最大功率点右侧，以设定步长A Uraf对参考电压Uref (k)施加负向扰动。
[0040]第四步:如果电压偏差AU(k)绝对值大于设定精度ε 1，计算函数G= AI(k)/AU(k)+I(k)/U(k)的值。若G等于O，则不改变参考电压Uref (k)的值。
[0041]第五步:若G>0，说明系统当前工作在最大功率点左侧，计算S(k) = abs(AP(k)/AU(k))/I(k);以扰动步长为AUrafl^GO对参考电压Uref (k)施加正向扰动；若6〈0，说明系统当前工作点在最大功率点右侧，计算S(k) = abs(AP(k)/AU(k))/I(k)，并限制S(k)的取值小于或等于1，以扰动步长为AUrafl*S(k)对参考电压Uref (k)施加负向扰动；
[0042]第六步:重复以上步骤，并将所得参考电压值与光伏阵列输出检测电压比较，经过离散PI控制器得到PWM信号的占空比，占空比输入PffM发生器得到PffM信号，PffM信号经由驱动电路控制Buck-Boost电路中开关管的通断，达到跟踪光伏发电系统最大功率点的目的。
[0043]设定光照强度在0.1s时由300W/m2变为1000W/m 2，并在0.2s时变回300W/m2，图5-1为图1所述装置的试验光照强度在0.1s时由300W/m2变为1000W/m2，并在0.2s时变回300W/m2占空比波形图；图5-2为图1所述装置的试验光照强度在0.1s时由300W/m2变为1000W/m2，并在0.2s时变回300W/m2功率波形图，从实验结果可以看出该装置能快速跟踪最大功率点并具有较高的稳态跟踪精度，适用于环境条件剧烈变化的情况。
[0044]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置，其特征在于:包括光伏阵列、滤波电路、DC-DC功率转换电路、电压检测电路、电流检测电路、信号调理电路、DSP控制芯片、驱动电路，以及AVR单片机、以AVR单片机为核心的显示模块；其中，光伏阵列的输出经过滤波电路连接DC-DC功率转换电路，功率转换电路的输出连接负载；通过电压检测电路、电流检测电路获得光伏阵列输出信号，该信号经由信号调理电路输入DSP控制芯片，DSP控制芯片实现MPPT控制信号的实时调整；DSP控制芯片输出PffM控制信号，PffM控制信号经由驱动电路产生驱动开关管动作的信号；AVR单片机与DSP控制芯片利用RS485进行通讯，相关控制参数在以AVR单片机为核心的显示电路上进行显示。2.根据权利要求1所述的应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置，其特征在于:所述的DC-DC功率转换电路为buck-boost电路。3.根据权利要求2所述的应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置，其特征在于:所述的buck-boost电路包括电源E、MOSFET驱动器VT、电感L、二极管VD、电容C，以及负载，其中电源E正极与MOSFET驱动器VT漏极相连，MOSFET驱动器VT源极分别与电感L、二极管VD负极相连，电感L的另一端与电源E负极相连；电容C和负载并联后一端与二极管VD正极相连，另一端与电源E负极相连。4.根据权利要求1所述的应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置，其特征在于:所述的负载为独立用电设备或者光伏并网逆变器。5.根据权利要求1所述的应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置，其特征在于:所述的DSP控制芯片为TI公司的DSP TMS28035。6.根据权利要求1所述的应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置，其特征在于:所述的MPPT控制信号的调整步骤具体为: (1)采样k时刻光伏阵列输出端电压U(k)、电流I (k); (2)求出k时刻的功率P(k)，计算k时刻的电压变化量Δ U (k) = U (k) -U (k-Ι)、电流变化量 AI(k) = I(k)-1(k-l)和功率变化量 AP(k) = P(k)-P(k-1);其中 U(k-l)、I(k-l)、P(k-l)分别为k-1时刻的电压、电流和功率； (3)判断AU(k)是否为O:若为0，则判断AI(k)是否为O;若AI(k)=0，不改变参考电压Uref (k)，返回继续采样；若△ I (k)〈0，说明系统当前工作在最大功率点处右侧，以步长AUref对参考电压Uref (k)施加负向扰动；若A I (k) >0，说明系统当前工作在最大功率点处左侧，以步长AUref对参考电压Uref (k)施加正向扰动； (4)若判断Δ_ ^ 0，计算 G = AI(k)/AU(k)+I(k)/U(k);若6 = 0，不改变参考电压，返回继续采样；若6>0，说明系统当前工作点在最大功率点右侧，计算S(k)=abs(AP(k)/AU(k))/I(k)，以Δ Uref*S(k)为扰动步长对参考电压Uref (k)施加正向扰动；若G〈0，说明系统当前工作点在最大功率点左侧，计算S (k) = abs ( △ P (k) / △ U (k)) /100，限制3(10的值小于或等于1，并以AUref^SGO为扰动步长对参考电压Uref (k)施加负向扰动； (5)重复以上步骤直到k+Ι时刻系统工作在最大功率点。7.根据权利要求5所述的应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置，其特征在于:所述的参考电压Uref (k)是由MPPT控制器输出的，参考电压与光伏电池实际输出电压的偏差信号经过离散PI控制器产生占空比信号，该信号经过PWM发生器产生PWM波，PWM控制信号经由驱动电路产生驱动开关管动作的信号。8.根据权利要求1所述的应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置，其特征在于:所述的电压检测电路，包括电容C18、电容Cl、电容C9、电容C104，电阻R33、电阻R40、电阻R27、电阻R45、电阻R39、电阻R157、二极管D11、二极管D12、二极管D16、二极管D17、二极管D36、二极管D37、运算放大器U2A，其中电容C18并联于输入电压两端，电容C18正极接二极管D11、二极管D12，电容C18负极接二极管D16、二极管D17 ;二极管Dll负极与二极管D12正极相连，接于电容C18正极；二极管Dll正极与-15V电压源相连，二极管D12负极与+15V电压源相连；二极管D16负极与二极管D17正极相连，接于电容C18负极；二极管D16正极与-15V电压源相连，二极管D17负极与+15V电压源相连；电阻R33 —端与电容C18正极相连，另一端与电阻R27的一端相连，共同接于运算放大器U2A同相输入端；电阻R27的另一端接地；电阻R40 —端和电容C18负极相连，另一端和电阻R45的一端共同接于运算放大器U2A反相输入端，电阻R45的另一端与运算放大器U2A的输出端相连；运算放大器U2A的端口 11分别接-15V电源和电容C15，电容C15另一端接地，运算放大器U2A的端口 4分别接+15V电源和电容C9，电容C9另一端接地；运算放大器U2A输出端与电阻R39的一端相连，二极管D36负极和二极管D37正极相连，和电阻R157的一端共同和电阻R39的另一端相连，其中，二极管D36正极接地，二极管D37负极接入DSP端口，电阻R157的另一端和电容C104相连，并将模拟信号送入DSP的ad端口，这里采用网络标号vpv_M，电容C104的另一端接地。9.根据权利要求1所述的应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置，其特征在于:所述的电流检测电路，包括电容C33、电容C28、电容C34、电容C6、电容C35、电阻R55、电阻R49、电阻R61、电阻R7、电阻R8、电阻R68、电阻R73、电阻R74、运算放大器U7C、运算放大器U7D、二极管D49、二极管D50 ;其中电容C33与电容C28串联后并联于电流信号输入端，两电容连接端接地，电容C33的非接地端与电阻R55相连，电容C28的非接地端和电阻R49一端相连，电阻R49另一端接于运算放大器U7C反相输入端，电阻R55另一端接于运算放大器U7C同相输入端；电阻R61和电容C34并联，一端接于运算放大器U7C同相输入端，另一端接地；电阻R7和电容C6并联，一端接于运算放大器U7C反相输入端，另一端接于运算放大器U7C输出端；电阻R8 —端接于运算放大器U7C输出端，另一端接于运算放大器U7D同相输入端，电阻R68 —端接于运算放大器U7D同相输入端，另一端接+3V电压源，运算放大器U7D反相输入端和输出端相连，电阻R73 —端和运算放大器U7D输出端相连，二极管D49正极接地，二极管D50接+3.3V电压源，二极管D49负极和二极管D50正极相连，与电阻R73另一端共同接于电阻R74的一端，电阻R74另一端连接电容C104，并将电流信号送至DSP，电容C104另一端接地。
【专利摘要】本发明公开的一种应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置，包括光伏阵列、滤波电路、DC-DC功率转换电路、电压检测电路、电流检测电路、信号调理电路、DSP控制芯片、驱动电路，以及AVR单片机、以AVR单片机为核心的显示模块；通过电压检测电路、电流检测电路获得光伏阵列输出信号，该信号经由信号调理电路输入DSP控制芯片而实现MPPT控制信号的实时调整；DSP控制芯片输出的PWM控制信号经由驱动电路产生驱动开关管动作的信号；AVR单片机与DSP控制芯片利用RS485进行通讯，相关控制参数在以AVR单片机为核心的显示电路上进行显示。该发明的控制装置，稳态跟踪精度高，动态响应速度快。
【IPC分类】H02J3/38, G05F1/67
【公开号】CN105116956
【申请号】CN201510351303
【发明人】曾君, 李晨迪, 周东宝, 陈渊睿, 杨金明
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年6月23日