一種雙路MPPT跟蹤裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種雙路MPPT跟蹤裝置及方法，所述跟蹤裝置包括控制電路和控制系統，所述控制電路包括兩個太陽能電池板和逆變器，所述兩個太陽能電池板與逆變器之間各設有一個直流開關和一個BOOST升壓電路；所述兩個BOOST升壓電路為兩級式拓撲結構，BOOST升壓電路末端與逆變器連接處設有濾波電路。本發明專利技術的有益效果為：本雙路MPPT跟蹤裝置采用雙路MPPT協同控制，同時跟蹤兩路PV源，以擴展到多路PV源的最大功率點跟蹤領域，解決了跟蹤精度和跟蹤速度的矛盾，以及可能出現的誤判現象。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電子
，尤其涉及一種雙路MPPT跟蹤裝置及方法。
技術介紹
隨著數字信號處理器和高精度傳感器技術的發展，不斷有新的MPPT (最大功率點追蹤)方法被提出和研究，討論最多的包括擾動觀測法、電導增量法、模糊控制方法、神經元網絡分析法等，他們實現MPPT控制的基本原理都是類似的，但是現在一般最大功率點跟蹤都是采用單路控制，這些方法在實際使用中的使用方式以及使用效果上都存在局限性，不能滿足實際應用的需要。因此針對其跟蹤精度和跟蹤速度的矛盾，以及可能出現的誤判現象，需要提出變步長和間歇擾動判斷的改善措施
技術實現思路
本專利技術的技術解決問題是采用雙路MPPT協同控制，同時跟蹤兩路PV源，此控制方法可以擴展到多路PV源的最大功率點跟蹤等領域。本專利技術的目的通過以下技術方案來實現 本專利技術所述的一種雙路MPPT跟蹤裝置，包括控制電路和控制系統，所述控制電路包括兩個太陽能電池板和逆變器，所述兩個太陽能電池板與逆變器之間各設有一個直流開關和一個BOOST升壓電路；所述兩個BOOST升壓電路為兩級式拓撲結構，BOOST升壓電路末端與逆變器連接處設有濾波電路；所述控制系統包括DSP控制平臺，所述DSP(數字信號處理)控制平臺連接有保護模塊、采樣調理模塊和電平轉換模塊，所述電平轉換模塊連接有1/0信息模塊和驅動模塊。本專利技術所述的一種雙路MPPT跟蹤方法，包括以下步驟 1)在DSP控制平臺中加入電壓滯環帶的控制程序； 2)啟動BOOST電路以及雙路MPPT跟蹤裝置，并計算下一時刻電壓工作點的工作電壓，若工作電壓高于380V，則系統封鎖Boost電路的PWM (脈沖寬度調節)脈沖，由逆變控制實現MPPT ;若當旁路Boost只運行逆變電路時，下一時刻電壓工作點的工作電壓低于370V，系統啟動Boost電路，逆變外環電壓控制給定380V ； 3)利用DSP控制平臺判斷本次計算是否進行電壓擾動，并記錄本次電壓擾動的方向，并在兩次擾動的時間間隔之間采用恒壓控制；以及4)根據電壓擾動引起的功率變化的大小及前一周期電壓擾動方向確定下一周期的擾動。優選的，所述兩次擾動的時間間隔為0. Is。本專利技術的有益效果為本雙路MPPT跟蹤裝置采用雙路MPPT協同控制，同時跟蹤兩路PV源，以擴展到多路PV源的最大功率點跟蹤領域，解決了跟蹤精度和跟蹤速度的矛盾，以及可能出現的誤判現象。附圖說明圖I為本專利技術實施例中一種雙路MPPT跟蹤裝置的電路原理 圖2為本專利技術實施例中一種雙路MPPT跟蹤裝置的系統結構框 圖3為本專利技術實施例中一種雙路MPPT跟蹤方法的工作示意 圖4為本專利技術實施例中一種雙路MPPT跟蹤方法的變步長擾動觀測法的程序流程圖。具體實施例方式本專利技術實施例所述的一種雙路MPPT跟蹤裝置，包括控制電路和控制系統，所述控制電路包括兩個太陽能電池板和逆變器，所述兩個太陽能電池板與逆變器之間各設有一個直流開關和一個BOOST升壓電路；所述兩個BOOST升壓電路為兩級式拓撲結構，BOOST升壓 電路末端與逆變器連接處設有濾波電路；所述控制系統包括DSP控制平臺，所述DSP控制平臺連接有保護模塊、采樣調理模塊和電平轉換模塊，所述電平轉換模塊連接有1/0信息模塊和驅動模塊。本專利技術實施例所述的一種雙路MPPT跟蹤方法，包括以下步驟 1)在DSP控制平臺中加入電壓滯環帶的控制程序； 2)啟動BOOST電路以及雙路MPPT跟蹤裝置，并計算下一時刻電壓工作點的工作電壓，若工作電壓高于380V，則系統封鎖Boost電路的PWM脈沖，由逆變控制實現MPPT ;若當旁路Boost只運行逆變電路時，下一時刻電壓工作點的工作電壓低于370V，系統啟動Boost電路，逆變外環電壓控制給定380V ； 3)利用DSP控制平臺判斷本次計算是否進行電壓擾動，并記錄本次電壓擾動的方向，并在兩次擾動的時間間隔之間采用恒壓控制；以及 4)根據電壓擾動引起的功率變化的大小及前一周期電壓擾動方向確定下一周期的擾動。優選的，所述兩次擾動的時間間隔為0. Is。具體實施時，整個系統的結構如圖I和圖2所示，PVl和PV2是兩路太陽能電池板，給逆變器提供多路輸入，在直流輸入與逆變器之間經過一個直流開關，此開關在物理上徹底斷開太陽能電池板，提高了安全性。由于此系統帶有BOOST升壓電路，在BOOST升壓會帶來前端的電壓紋波，所以適當的加入濾波電路，這樣可以濾掉前端的電壓紋波。主回路采用兩級式拓撲結構，以擴大電池板輸入電壓的范圍。前級升壓電路采用傳統的Boost電路，將電池板輸入電壓升高至滿足逆變器要求的高電壓，同時完成對電池板最大功率點的跟蹤，后級單相全橋電路將直流電壓逆變為交流電壓實現單位功率因數并網發電。并網開關為功率繼電器控制，在并網發電時閉合。整個逆變器中不包含隔離變壓器元件，使系統能獲得更高的效率性能。系統的控制部分由TI公司的高性能32位浮點型DSP芯片完成，包括對模擬量的采樣保持并進行模數轉換、兩級電路的閉環算法實現、最大功率點跟蹤計算、10 口數據采集。此裝置為了降低升壓電路的容量，采用兩路BOOST結構，兩路升壓結構可以降低每路升壓電路的電流的負荷。采用高端數字信號處理器DSP的28x系列微處理器通過電壓調理電路、光電隔離電路采集到電池板的電壓、電流信號。DSP根據采集到的電壓電流來控制前級的升壓。Ua〈380V且UK380V時，兩路分別通過MPPT來控制升壓，中間直流母線升壓到400V。Ua〈380V且Ub>380V時，中間直流母線電壓由Ub決定。Ua>380V且UK380V時，中間直流母線電壓由Ub決定。Ua>380V且Ub>380V時，中間直流母線由后端決定。當電池板的工作電壓滿足逆變要求時，系統可以旁路Boost電路由逆變控制器的電壓外環直接進行MPPT控制，由于省掉了 Boost電路級的損耗，可使系統的效率大大提升。若系統只設定單一的電壓值作為啟停Boost電路的判斷，電路有可能在臨界電壓點處出現反復的現象，使Boost電路重復的啟停工作，對系統運行非常不利，所以程序上加 入了電壓滯環帶的控制。當Boost電路啟動時，若MPPT計算下一時刻電壓工作點大于380V，系統封鎖Boost電路的PWM脈沖，由逆變控制實現MPPT ;當旁路Boost只運行逆變電路時，若MPPT計算下一時刻電壓工作點低于370V，系統啟動Boost電路，逆變外環電壓控制給定380V。通過設置10V的電壓滯環帶，可有效避免系統重復地啟停Boost電路。由于單純的采用擾動觀察法可能出現誤判現象，本裝置采用功率差值比較與擾動觀察法相結合的最大功率點跟蹤算法，如圖3所示。h時刻電池板工作點為曲線I的(Vk，Pk)，經過T/2的h時刻將工作點向按壓增大的方法調整為Vk+1，此時光強發生突變，實際工作點變化到曲線2上的(Vk+1，Pk+1)，再經過T/2的t2時刻，工作點不進行擾動，光強繼續變化，實際工作點變化到曲線3的(Vk+1，Pk+2)。由h時刻到h時刻，電池板輸出功率變化是由電壓偏移和曲線變化共同影響產生的， dPi=Pk+i - Pk 由h時刻到t2時刻，電池板輸出功率變化是完全由曲線變化所引起， dP2_Pk+2 _Pk+l 由于電壓擾本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙路MPPT跟蹤裝置，包括控制電路和控制系統，其特征在于：所述控制電路包括兩個太陽能電池板和逆變器，所述兩個太陽能電池板與逆變器之間各設有一個直流開關和一個BOOST升壓電路；所述兩個BOOST升壓電路為兩級式拓撲結構，BOOST升壓電路末端與逆變器連接處設有濾波電路；所述控制系統包括DSP控制平臺，所述DSP控制平臺連接有保護模塊、采樣調理模塊和電平轉換模塊，所述電平轉換模塊連接有I/O信息模塊和驅動模塊。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張穎，
申請(專利權)人：北京京儀綠能電力系統工程有限公司，
類型：發明
國別省市：