一种光伏mppt模糊控制方法及系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及伏发电系统应用，具体涉及了一种光伏MPPT模糊控制方法及系统。
【背景技术】
[0002] 由于太阳能电池输出的非线性以及存在最大功率点的特性，如何对光伏电池进行 最大功率跟踪（MPPT)成了研究的热点，常用的MPPT控制技术有开路电压法、短路电流法、 扰动观察法、电导增量法、模糊控制法、神经网络控制法等等。开路电压法及短路电流法通 过硬件即可实现，缺点是在环境参数变化情况下不能正确跟踪最大功率点。扰动观察法及 电导增量法软件算法简单容易实现，但在最大功率点附近存在功率震荡问题。模糊控制不 需要获知精确的控制对象，根据控制经验或专家知识设计控制策略，非常适合于非线性、环 境参数变化的场合。
[0003] 查阅相关专利文献，公布号"CN 103713687"中所述的光伏模糊控制方法，采用了 功率-电压曲线的斜率dP/dV以及斜率的变化量△ (dP/dV)作为输入，需要通过除法运算 计算斜率，不仅增加了程序的复杂度，而且对硬件芯片的要求较高，不利于降低系统成本。
[0004] 公布号"CN 202888869 U"中提出的改进的模糊MPPT控制器，借助人工神经网络 法，通过实时数据测得的数据生成模糊控制规则，但没有提出具体实现方式，而且这种方法 不容易实现，实际系统的应用效果也有待检验。
[0005] 现有的MPPT控制电路，不能自动充放电切换，使得系统效率降低，存在最大功率 点来回震荡的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服上述不足，提供一种易于实现，计算量小，可自动充放电切 换的光伏MPPT模糊控制方法及系统，并解决了最大功率点的来回震荡问题。
[0007] 为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：
[0008] 本发明的一种光伏MPPT模糊控制系统，包括有光伏组件、负载、光伏组件与蓄电 池或负载之间连接有DC/DC电路、收集光伏组件的电信号并输出电信号的模糊控制器、模 糊控制器与DC/DC电路之间连接有电压调整器，进一步，所述DC/DC电路还包括两端分别连 接光伏阵列正极和负载一端的正极母线、两端分别连接光伏阵列负极和负载另一端的负极 母线，DC/DC电路还连接有蓄电池 P的正极输出端，所述蓄电池 P的负极输出端与负极母线 连接，所述DC/DC电路与蓄电池 P构成Buck-Boost双向功率电路。
[0009] 所述Buck-Boost双向功率电路包括有至少两个第一开关管T1和第二开关管T2， 第一开关管T1在发射极与第二开关管T2的集电极串联，第一开关管T1的集电极与正极母 线电性连接，第二开关管T2发射极与负极母线电性连接，第一开关管T1在集电极和发射极 之间还反向并联有至少一个第一二极管D1，第二开关管T2在集电极和发射极之间还反向 并联有至少一个第二二极管D2,所述蓄电池 P的正极端与所述第一开关管T1与第二开关管 T2的共点端之间连接有至少一个电感器L，正极母线在第一开关管T1的集电极与光伏阵列 的正极之间串联有第三二极管D3。
[0010] 所述光伏阵列的正极与负极之间并联有至少一个第一二极管C1。
[0011] 所述负载两端并联有至少一个第二二极管C2。
[0012] 所述模糊控制器接收光伏阵列的电信号为光伏电压变化量Λ V和光伏功率变化 量Λ Ρ，其输出电信号为光伏组件电压控制目标值变化量△ Vref。
[0013] 所述电压调整器还包括有误差比较器，误差比较器的正端输入为光伏组件电压， 负端输入为电压给定值Vref。
[0014] 本发明还公开一种光伏MPPT模糊控制方法，应用于上述的光伏MPPT模糊控制系 统，包括如下步骤：
[0015] 步骤S1 :获取光伏组件的光伏电压变化量Λ V和光伏功率变化量Λ P ;
[0016] 步骤S2 :制定模糊规则表，包括光伏电压变化量Δ V、光伏功率变化量Δ Ρ、Δ Vref 的数值大小转化为负大语言变量NB、负中语言变量匪、负小语言变量NS、零语言变量Z、正 小语言变量PS、正中语言变量PM、正大语言变量PB及[_1，1]的论域；
[0017] 步骤S3 :将光伏电压变化量△ V和光伏功率变化量Λ P进行模糊化，并根据模糊 规则表进行模糊推理，表示为语言变量形式的光伏电压变化量和光伏功率变化量；
[0018] 步骤S4 :对步骤S3语言变量形式的光伏电压变化量和光伏功率变化量，进行清 晰化转换为精确的光伏组件电压控制目标值变化量A Vref，用以产生控制电压给电压调整 器，从而产生PWM信号以控制Buck-Boost双向功率电路的运行状态。
[0019] 所述步骤S1的光伏电压变化量AV为电压增益值乘以相邻时间采集的两次光伏 电压的差值，光伏功率变化量ΛP为功率增益值乘以相邻时间采集的两次光伏功率的差 值。
[0020] 所述步骤S4所述控制电压是为：电压控制增益值乘以光伏组件电压控制目标值 变化量A Vref，并加上初始所测的光伏电压。
[0021] 进一步，所述步骤S2,以如下步骤制定模糊规则表：
[0022] 步骤S21，根据光伏P-V特性曲线，当光伏电压V有较大的正向增加量，此时光伏 电压变化量A V为正大语言变量PB，光伏功率P也有较大的正向增量，此时光伏功率ΔΡ 为正大语言变量PB，继续大幅度增加光伏组件电压控制目标值Vref，即光伏功率变化量 Λ Vref为正大语言变量PB ;
[0023] 步骤S22,当有较大的光伏电压V增量，即光伏电压变化量AV为正大语言变量 PB，光伏功率P反而减小，则减小光伏组件电压控制目标值Vref，即伏组件电压控制目标值 变化量Δ Vref为负值。
[0024] 本发明的一种光伏MPPT模糊控制系统和方法实现如下技术效果：
[0025] 1.采用光伏电压变化量Λ V和功率变化量Λ P作为模糊控制器的输入，计算量大 大减少，有利于模糊控制器的设计。
[0026] 2.模糊控制器设计很灵活，例如在最大功率点，当电压Λ V和功率Λ Ρ均为零时， 输出Λ Vref为零，可以解决最大功率点的来回震荡问题。
[0027] 3.蓄电池双向充放电电路拓扑简单，根据光伏输出情况，自动进行充放电切换，保 证负载正常供电，提高了系统效率。
【附图说明】
[0028] 图1是本发明的光伏MPPT模糊控制系统的原理示意图。
[0029] 图2是本发明的光伏MPPT模糊控制系统的DC/DC电路示意图；
[0030] 图3是本发明的光伏MPPT模糊控制方法的模糊控制框图；
[0031] 图4是本发明的光伏MPPT模糊控制方法的模糊控输入、输出隶属函数；
[0032] 图5是基于本发明的光伏MPPT模糊控制方法与系统的60Wp光伏组件功率图。
【具体实施方式】
[0033] 实施例
[0034] 下面结合附图和实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。
[0035] 请参看图1和图2,分别为本发明的光伏MPPT模糊控制系统的原理示意图和DC/ DC电路示意图。本发明的一种光伏MPPT模糊控制系统，包括有光伏组件30、负载20、光伏 组件30与负载20之间连接有DC/DC电路10、收集光伏组件30的电信号并输出电信号的模 糊控制器40、模糊控制器40与DC/DC电路10之间连接有电压调整器50 ;
[0036] 进一步，所述DC/DC电路10还包括两端分别连接光伏阵列30正极和负载40 -端 的正极母线、两端分别连接光伏阵列30负极和负载40另一端的负极母线，DC/DC电路10还 连接有蓄电池 P的正极输出端，所述蓄电池 P的负极输出端与负极母线连接，所述DC/DC电 路10与蓄电池 P构成Buck-Boost双向功率电路（未标示）。
[0037] 进一步，作为另一个实施例，在上述控制系统的基础上，所述Buck-Boost双向功 率电路包括有至少两个第一开关管T1和第二开关管T2,第一开关管T1在发射极与第二 开关管T2的集电极串联，第一开关管T1的集电极与正极母线电性连接，第二开关管T2发 射极与负极母线电性连接，第一开关管T1在集电极和发射极之间还反向并联有至少一个 第一二极管D1，第二开关管T2在集电极和发射极之间还反向并联有至少一个第二二极管 D2,所述蓄电池 P的正极端与所述第一开关管T1与第二开关管T2的共点端之间连接有至 少一个电感器L，正极母线在第一开关管T1的集电极与光伏阵列的正极之间串联有第三二 极管D3。蓄电池 P经过电感器L控制第一开关管T1和第二开关管T2的通断，第一开关管 T1和第二开关管T2均在基极受控通断，所述光伏阵列的正极与负极之间并联有至少一个 第一二极管C1，所述负载两端并联有至少一个第二二极管C2。
[0038] 所述模糊控制器40接收光伏阵列30的电信号为光伏电压变化量Λ V和光伏功率 变化量Λ Ρ，其输出电信号为光伏组件电压控制目标值变化量A Vref。
[0039] 所述电压调整器50还包括有误差比较器（未标示），误差比较器的正端输入为 光伏组件电压值V，负端输入为光伏组件电压控制目标值Vref。模糊控制器输出光伏组件 电压控制目标值变化量A Vref与当前光伏组件电压V相加得到光伏组件电压控制目标值 Vref，并作为电压调整器50中的负输入，正输入为当前的光伏组件电压值V，其误差信号经 电压调整器50内的控制器G (s)计算生成PWM波控制DC/DC电路10的第一开关管T1和第 二关开关T2动作，使光伏组件电压V跟随光伏组件电压控制目标值Vref变化，使电压V与 目标电压Vref相等，最终工作于最大功率点电压。
[0040] 所述光伏MPPT模糊控制系统的工作原理如下：所述电感器