一种通过光伏阵列参考源确定最大功率点的检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力电子领域，尤其涉及一种通过光伏阵列参考源确定最大功率点的检测装置。
【背景技术】
[0002]在微电网处于离网运行模式，当光伏最大发电功率大于负载需求时，光伏能源将得不到最大化利用。为了提高光伏能源的利用率，必须清楚当前光伏阵列最大发电功率值。然而在实际情况中，光伏阵列的最大发电功率基本都是之后得出的，即最大功率跟踪(MPPT)控制器已经跟踪到了最大功率点，若光伏阵列没有工作在最大功率点，则很难准确得到光伏阵列的最大发电功率。为此设计一种通过光伏阵列参考源确定最大功率点的检测装置很有必要。
[0003]目前可以实现相同的目的方法大致有两种:光伏阵列发电预测技术和基于气象监测仪的物理模型估算。光伏阵列的发电预测技术随着近几年各国新能源战略的实施，得到了广泛的关注和研宄，但是预测的结果只是反映在一段时间内光伏系统的最大发电功率的趋势，时间分辨率低，显然无法做到实时跟踪当前光伏阵列的最大发电功率；而利用气象监测仪的物理模型估算方法虽然能保证实时性，但依然存在估算精度难以保证且成本较高等冋题。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种通过光伏阵列参考源确定最大功率点的检测装置，以解决通过获得的最大功率点的功率值提高光伏利用效率。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种通过光伏阵列参考源确定最大功率点的检测装置，其特征在于，包括:与光伏组件相连的1-V曲线测量电路，与该1-V曲线测量电路相连的BUCK电路，与该BUCK电路相连的蓄电池充放电控制电路，所述1-V曲线测量电路、BUCK电路由处理器模块控制；其中所述1-V曲线测量电路包括:用于采集光伏组件输出电压和电流的第一电压检测模块和电流检测模块，连接于光伏组件输出回路的第一开关管，以及并联于ι-v曲线测量电路输出端的第一储能电容；其中，所述第一开关管由处理器模块控制启动；以及所述处理器模块的输入端与第一电压检测模块和电流检测模块相连，以获得光伏组件的最大功率点功率，并在最大功率点功率时，控制BUCK电路中的第二开关管打开。
[0006]进一步，所述处理器模块还与存储模块、时钟模块和通信接口电路相连。
[0007]进一步，所述BUCK电路的输出端还通过一驱动电路与半导体制冷器相连，该驱动电路由所述处理器模块控制。
[0008]进一步，所述BUCK电路的输出端还连接有第二电压检测模块，该第二电压检测模块的输出端与处理器模块相连，该处理器模块还适于根据BUCK电路的输出电压控制蓄电池充放电控制电路充电或放电。
[0009]本实用新型的有益效果是，本实用新型通过1-V曲线测量电路准确的获得光伏组件的输出最大功率，能有效提高光伏组件的发电效率，使光伏能源得到最大利用；并且能降低各种不确定因素的干扰，减小运算的复杂度，提高估算精度，而且相比于现有的利用气象监测仪的物理模型等估算方法，具有成本低、便于维护的优点。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0011]图1是本实用新型的通过光伏阵列参考源确定最大功率点的检测装置的电路框图。
[0012]图中:第一开关管S1、第二开关管S2、第一储能电容Cl、光伏组件PV。
【具体实施方式】
[0013]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0014]如图1所示，本实用新型的一种通过光伏阵列参考源确定最大功率点的检测装置，包括:与光伏组件PV相连的1-V曲线测量电路，与该1-V曲线测量电路相连的BUCK电路，与该BUCK电路相连的蓄电池充放电控制电路，所述1-V曲线测量电路、BUCK电路由处理器模块控制；其中所述1-V曲线测量电路包括:用于采集光伏组件PV输出电压和电流的第一电压检测模块和电流检测模块，连接于光伏组件PV输出回路的第一开关管SI，以及并联于1-V曲线测量电路输出端的第一储能电容Cl ;其中，所述第一开关管SI由处理器模块控制启动；以及所述处理器模块的输入端与第一电压检测模块和电流检测模块相连，以获得光伏组件PV的最大功率点功率，并在最大功率点功率时，控制BUCK电路中的第二开关管S2打开。
[0015]本实用新型所涉及的最大功率点功率的计算方法属于现有技术，本新型未对上述方法做出改进。
[0016]进一步，所述处理器模块还与存储模块、时钟模块和通信接口电路相连。
[0017]进一步，所述BUCK电路的输出端还通过一驱动电路与半导体制冷器相连，该驱动电路由所述处理器模块控制。
[0018]进一步，所述BUCK电路的输出端还连接有第二电压检测模块，该第二电压检测模块的输出端与处理器模块相连，该处理器模块还适于根据BUCK电路的输出电压控制蓄电池充放电控制电路充电或放电。
[0019]可选的，所述处理器模块可以通过相应的驱动电路与第一、第二开关管相连，以提尚对开关管的驱动能力。
[0020]本实用新型的工作过程包括:
[0021]初始条件:第一储能电容Cl无电荷，第一开关管S1、第二开关管S2断开。
[0022]步骤一，所述处理器模块控制第一开关管SI导通，第一储能电容Cl在开始充电瞬间，瞬时阻抗为零，此时充电回路相当短路；随着充电时间的推移，电容的电荷不断积累，其阻抗也逐渐增大，充电电流不断减小，当电容充满电时，阻抗达到最大，充电电流几乎为零，此时充电回路相当于开路。在第一储能电容Cl充电过程中，随着电容的阻抗的变化，光伏组件从短路状态逐渐变化到开路状态，在这个变化过程中，对光伏组件输出电压和电流进行采样，将电压和电流的若干采样点拟合起来即得到光伏组件的1-V特性曲线。得到该1-V特性曲线后，对电流采样点逐个扫描，找出突变点的电流值和对应的电压值，最终求得光伏组件的最大功率点功率。因此，采用1-V特性曲线后的本检测装置具有测量速度快，精度高等优点。
[0023]步骤二，当得到最大功率点电压、电流以及功率值后，启动第二开关管S2，使BUCK电路工作于恒定电压输出模式，为其他电路供电。可选的，也可以将这些值保存到存储模块中或利用通信接口电路上传数据。其中所述其他电路例如半导体制冷器，通过所述半导体制冷器及驱动电路，能将光伏组件多余的电能转化为相应热能，以调控装置内部温度，使其能够在严酷的工作环境下正常工作。
[0024]本步骤的工作状态持续工作一段时间后，转入步骤三。
[0025]步骤三，断开第一开关管SI，BUCK电路继续工作直至第一储能电容Cl放电结束。在此过程中，当BUCK电路的输出电压低至处理器模块内设定电压后(由第二电压检测模块采集获得)，所述处理器模块通过蓄电池充放电控制电路控制本检测装置转由蓄电池供电。
[0026]步骤四，断开第二开关管S2，转入步骤一。
[0027]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种通过光伏阵列参考源确定最大功率点的检测装置，其特征在于，包括:与光伏组件相连的1-V曲线测量电路，与该1-V曲线测量电路相连的BUCK电路，与该BUCK电路相连的蓄电池充放电控制电路，所述1-V曲线测量电路、BUCK电路由处理器模块控制；其中 所述1-V曲线测量电路包括:用于采集光伏组件输出电压和电流的第一电压检测模块和电流检测模块，连接于光伏组件输出回路的第一开关管，以及并联于1-V曲线测量电路输出端的第一储能电容；其中，所述第一开关管由处理器模块控制启动；以及 所述处理器模块的输入端与第一电压检测模块和电流检测模块相连，以获得光伏组件的最大功率点功率，并在最大功率点功率时，控制BUCK电路中的第二开关管打开。2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述处理器模块还与存储模块、时钟模块和通信接口电路相连。3.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述BUCK电路的输出端还通过一驱动电路与半导体制冷器相连，该驱动电路由所述处理器模块控制。4.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述BUCK电路的输出端还连接有第二电压检测模块，该第二电压检测模块的输出端与处理器模块相连，该处理器模块还适于根据BUCK电路的输出电压控制蓄电池充放电控制电路充电或放电。
【专利摘要】本实用新型涉及一种通过光伏阵列参考源确定最大功率点的检测装置，包括：I-V曲线测量电路、与该I-V曲线测量电路相连的BUCK电路，与该BUCK电路相连的蓄电池充放电控制电路，I-V曲线测量电路、BUCK电路由处理器模块控制；其中I-V曲线测量电路包括：用于采集光伏组件输出电压和电流的第一电压检测模块和电流检测模块，连接于光伏组件输出回路的第一开关管，以及并联于I-V曲线测量电路输出端的第一储能电容；其中，第一开关管由处理器模块控制启动；以及处理器模块的输入端与第一电压检测模块和电流检测模块相连，以获得光伏组件的最大功率点功率，并在最大功率点功率时，控制BUCK电路中的第二开关管打开。
【IPC分类】H02S40/30, H02S50/10
【公开号】CN204633711
【申请号】CN201520360720
【发明人】迟永杰, 沈金荣, 惠杰, 顾鸿烨, 杨璇
【申请人】河海大学常州校区
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月30日