自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制系统。

背景技术：

在实际的光伏发电过程中，由于受天气的不断变化的影响，特别是云团飘过给地面光伏阵列带来的阴影遮挡，导致光伏发电系统输出功率大大降低。目前市场上提高光伏阵列输出功率的一种主要方式是：优化光伏阵列的连接关系。

该方式是基于电池元补偿的局部优化方案，这类控制算法及电路实现比较容易，然而，如果光伏阵列大面积受阴影覆盖，补偿的电池元数量可能不够，使得提供补偿的活动电池元与固定电池元之间的数量比例如何进行最佳配置难以确定。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的首要目的是提供一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制系统，包括：

采样模块，用于采集太阳能光伏组件的电压数据、电流数据；

MCU控制模块，采用dsPIC33FJ16GS504芯片，根据通过采样模块采集的数据产生多路PWM信号，从而控制太阳能光伏组件中逆变器的开通和关断；

继电器控制模块，根据所述MCU控制模块产生的PWM信号，控制太阳能光伏组件中逆变器的开通和关断；

辅助电源，由太阳能光伏组件中的太阳能电池板供电，并将电压转换为所述采样模块、MCU控制模块供电。

优选的，所述采样模块包括太阳能电池板采集模块，通过滤波单元采集太阳能光伏组件中太阳能电池板的电压数据、电流数据。

优选的，所述采样模块包括逆变器采集模块，通过MCP6022-I/SN高精度运放采集太阳能光伏组件中逆变器的电压数据、电流数据。

优选的，辅助电源包括DC/DC转换芯片LM5008AMM/NOPB，以将太阳能电池板供电转为12V电压输出。

优选的，辅助电源还包括MCP16301T-I/CHY芯片，以得到5V电压输出。

优选的，辅助电源还包括MCP1700T-3302E/MB芯片，以得到3.3V电压输出。

本实用新型提供的的有益效果如下：

(1)提高了转换效率。可基于自适应的遗传优化算法，对太阳能光伏阵列群实现最优的开关组合，从而大大提升了太阳能的转换效率。

(2)降低了操作培训以及维护成本。自适应遗传优化算法使得整个系统能针对各种不同的天气条件，做出最优的控制策略，而无需人为的进行干预，从而大大降低了操作培训，同时也降低了维护的成本。

(3)提升了适应性。原方案的太阳能光伏系统在阴天和雨天等关照不足的天气情况下，转换效率比较低。而采用自适应遗传优化算法的太阳能光伏阵列则可以在不同的天气条件下，实现极高的效率转换。

(4)避免了复杂的多峰值MPPT控制方法。经过自适应遗传算法，太阳能光伏阵列进行了重新组合，大大减少了被遮荫的光伏组件与其他未被遮荫组件的组合，所以其输出特性更接近于理想状态，减少了多峰的数量，这让光伏系统更容易追踪到最大功率点，降低了最大功率跟踪易陷入局部峰值的可能性，从而避免了复杂的多峰值MPPT控制方法。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例模块示意图；

图2为本实用新型实施例MCU控制模块原理图；

图3为本实用新型实施例太阳能电池板采集模块原理图；

图4为本实用新型实施例逆变器采集模块原理图；

图5、6、7为本实用新型实施例辅助电源原理图；

图8为太阳能光伏组件拓扑图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

结合图1、2所示，一种自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制系统，包括：

采样模块，用于采集太阳能光伏组件的电压数据、电流数据；

MCU控制模块，根据通过采样模块采集的数据产生多路PWM信号，从而控制太阳能光伏组件中逆变器的开通和关断，本实施例中MCU控制模块采用dsPIC33FJ16GS504芯片，可将通过采样模块采集的数据存储于EEPROM中，其中的数据可通过RS232、RS485、BLE等方式与外部设备进行通信，同时可在LCD中显示；

继电器控制模块，根据所述MCU控制模块ACC-S脚、ACC-ON脚产生的PWM信号，控制太阳能光伏组件中逆变器的开通和关断；

辅助电源，由太阳能光伏组件中的太阳能电池板供电，并将电压转换为所述采样模块、MCU控制模块供电。

如图3所示，本实施例中，所述采样模块包括太阳能电池板采集模块，通过由第四十三电容C43、第四十四电容C44及第七十三电阻R73构成的滤波单元采集太阳能光伏组件中太阳能电池板的电压数据、电流数据并通过dsPIC33FJ16GS504芯片的CMP1A脚(21脚)接收。

如图4所示，本实施例中，所述采样模块包括逆变器采集模块，通过MCP6022-I/SN高精度运放采集太阳能光伏组件中逆变器的电压数据、电流数据并通过dsPIC33FJ16GS504芯片的CMP1D脚(24脚)接收。

如图5所示，本实施例中，辅助电源包括DC/DC转换芯片LM5008AMM/NOPB，以将太阳能电池板供电转为12V电压输出。

如图6所示，本实施例中，辅助电源还包括MCP16301T-I/CHY芯片，以得到5V电压输出。

如图7所示，本实施例中，辅助电源还包括MCP1700T-3302E/MB芯片，以得到3.3V电压输出。

本实施例方案提供的自适应遗传优化的太阳能电池板MPPT控制系统，通过如图8所示的分布式光伏阵列(PV)及逆变器(INV)的网络拓扑结构来灵活调整光伏阵列与光伏逆变器之间的组合关系，使光伏阵列的输出功率尽可能接近于光伏逆变器的额定功率；同时，在控制过程中采用自适应的遗传算法来实现多组光伏阵列与多台光伏逆变器之间的群控管理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。