分布式网络化的光伏电池板智能跟踪装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了太阳能自动跟踪控制装置设计技术领域中的一种分布式网络化的光伏电池板智能跟踪装置及其控制方法。装置包括支撑传动机构、电机、电机驱动模块、主控制器、太阳倾角输入模块和光伏电池板角度输出模块，主控制器包括角度控制模块、速度控制模块和比例系数整定模块；方法包括获取光伏电池板的角度、光伏电池板的速度和当前时刻的太阳倾角，利用角度控制模块、速度控制模块和比例系数整定模块组成的三闭环控制结构，生成控制电机转动的指令。本发明专利技术显著提高光伏电池板角度控制的动态响应速度和稳态精度，提高了光伏系统的发电效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了太阳能自动跟踪控制装置设计
中的一种。装置包括支撑传动机构、电机、电机驱动模块、主控制器、太阳倾角输入模块和光伏电池板角度输出模块，主控制器包括角度控制模块、速度控制模块和比例系数整定模块；方法包括获取光伏电池板的角度、光伏电池板的速度和当前时刻的太阳倾角，利用角度控制模块、速度控制模块和比例系数整定模块组成的三闭环控制结构，生成控制电机转动的指令。本专利技术显著提高光伏电池板角度控制的动态响应速度和稳态精度，提高了光伏系统的发电效率。【专利说明】
本专利技术属于太阳能自动跟踪控制装置设计
，尤其涉及一种。
技术介绍
光伏发电具有无污染、无噪声、取之不尽、用之不竭等优点，且除阳光外无需其它生产材料，是一种具有广阔前景的绿色能源，在未来的供电系统中将占有重要的地位。光伏电池的输出功率与光照强度有关，并且光照强度在一定程度上直接制约着太阳能电池板的发电效率。为了提高效率，光伏发电系统中通常会采用具备太阳能跟踪功能的控制装置。目前光伏电池板跟踪装置部分采用伺服电机作为执行机构，成本较高；部分太阳能跟踪装置通过光控传感器获取光伏电池板的跟踪角度设定值，这种方式容易受外界环境影响，存在精度不高的缺点；部分跟踪控制装置在反馈信号和电机输出信号的接线顺序上有要求，缺乏智能性；部分跟踪装置的输入输出模拟信号没有实现真正意义上的“隔离”，容易受外界信号电磁干扰；部分跟踪装置没有向更高一级的计算机控制系统提供通信接口，因而不具备组网功能。此外，现有的光伏电池板跟踪系统多数采用控制器参数固定的双闭环或单闭环控制结构，存在控制器参数整定困难、控制精度和动态响应特性不好的问题，因而影响光伏系统的发电效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种，用于解决现有的太阳能自动跟踪控制装置存在的不足。为了实现上述目的，本专利技术提出的技术方案是，一种分布式网络化的光伏电池板智能跟踪装置，其特征是所述装置包括支撑传动机构、电机、电机驱动模块、主控制器、太阳倾角输入模块和光伏电池板角度输出模块；所述光伏电池板安装在支撑传动机构上；所述支撑传动机构包括角度传感器、光电编码器和减速箱；所述角度传感器与主控制器相连；所述光电编码器分别与减速箱和主控制器相连； 所述减速箱与电机相连；所述电机驱动模块分别与主控制器和电机相连；所述太阳倾角输入模块与主控制器相连；所述光伏电池板角度输出模块与主控制器相连；所述角度传感器用于测量光伏电池板的角度并将测量得到的光伏电池板的角度发送至主控制器；所述光电编码器用于测量光伏电池板的速度并将测量得到的光伏电池板的速度发送至主控制器；所述减速箱用于根据电机转动速度控制支撑传动机构转动；所述太阳倾角输入模块用于获取当前时刻的太阳倾角并将所述当前时刻的太阳倾角发送至主控制器；所述主控制器用于接收光伏电池板的角度、光伏电池板的速度和当前时刻的太阳倾角，并将光伏电池板的角度发送至光伏电池板角度输出模块，然后根据光伏电池板的角度、光伏电池板的速度和当前时刻的太阳倾角生成控制电机转动的指令并将所述控制电机转动的指令发送至电机驱动模块；所述主控制器包括角度控制模块、速度控制模块和比例系数整定模块；所述角度控制模块分别与角度传感器、太阳倾角输入模块、速度控制模块和比例系数整定模块相连；所述速度控制模块分别与角度控制模块、光电编码器、比例系数整定模块和电机驱动模块相连；所述比例系数整定模块分别与角度控制模块和速度控制模块相连；所述角度控制模块用于接收光伏电池板的角度和当前时刻的太阳倾角，根据所述光伏电池板的角度和当前时刻的太阳倾角计算速度设定值，并将所述速度设定值发送至速度控制模块和比例系数整定模块；所述速度控制模块用于接收速度设定值、光伏电池板的速度和整定比例系数，并将光伏电池板的速度发送至比例系数整定模块，再根据速度设定值、光伏电池板的速度和整定比例系数生成控制电机转动的指令，然后将控制电机转动的指令发送到电机驱动模块；所述比例系数整定模块用于接收速度设定值和光伏电池板的速度，根据速度设定值和光伏电池板的速度计算整定比例系数并将所述整定比例系数发送至速度控制模块；所述光伏电池板角度输出模块用于接收主控制器发送的当前时刻的太阳倾角并输出；所述电机驱动模块用于接收主控制器发送的控制电机转动的指令并根据所述控制电机转动的指令驱动电机转动。所述太阳倾角输入模块包括实时角度计算器、计算机输入接口单元和电流电压隔离器；所述实时角度计算器和计算机输入单元分别与电流电压隔离器相连；所述电流电压隔离器与主控制器相连；所述实时角度计算器用于计算当前时刻的太阳倾角并将计算结果转换为电流信号后发送至电流电压隔离器；所述计算机输入单元用于输入当前时刻的太阳倾角并将输入值转换为电流信号后发送至电流电压隔离器；所述电流电压隔离器用于将电流信号转换为电压信号后发送至主控制器。所述光伏电池板角度输出模块包括顺序相连的PWM调压器、电压电流隔离器和485总线接口 ；所述PWM调压器用于将主控制器发送的当前时刻的太阳倾角转换为电压信号，并将所述电压信号发送至电压电流隔离器；所述电压电流隔离器用于将所述电压信号转换为电流信号并发送至485总线接□。所述装置包括辅助模块，所述辅助模块包括存储单元、无线通信单元、数字量输入单元和液晶显示单元；所述存储单元、无线通信单元、数字量输入单元和液晶显示单元分别与主控制器相连。所述电机驱动模块包括第一功率管、第一功率管驱动单元、第二功率管、第二功率管驱动单元、第三功率管、第三功率管驱动单元、第四功率管和第四功率管驱动单元；所述第一功率管的漏极与第二功率管的漏极相连；所述第一功率管的源极与第三功率管的漏极相连；所述第二功率管的源极与第四功率管的漏极相连；所述第三功率管的源极与第四功率管的源极相连后接地；所述第一功率管驱动单元分别与主控制器和第一功率管的栅极相连；所述第二功率管驱动单元分别与主控制器和第二功率管的栅极相连；所述第三功率管驱动单元分别与主控制器和第三功率管的栅极相连；所述第四功率管驱动单元分别与主控制器和第四功率管的栅极相连；所述电机的一端和第一功率管的源极与第三功率管的漏极连接的公共点相连；所述电机的另一端和第二功率管的源极与第四功率管的漏极连接的公共点相连。所述装置包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；所述第一温度传感器安装在第一功率管的扇热器上；所述第二温度传感器安装在第二功率管的扇热器上；所述第三温度传感器安装在第三功率管的扇热器上；所述第四温度传感器安装在第四功率管的扇热器上；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器分别与主控制器相连；所述第一温度传感器用于测量第一功率管的扇热器的温度并发送至主控制器；所述第二温度传感器用于测量第二功率管的扇热器的温度并发送至主控制器；所述第三温度传感器用于测量第三功率管的扇热器的温度并发送至主控制器；所述第四温度传感器用于测量第四功率管的扇热器的温度并发送至主控制器。所述装置包括电流传感器，所述电流传感器分别与电机和主控制器相连；所述电流传感器用于测量电机的工作电流并将测得的电机的工作电流发送至主控制器。一种分布式网络化的光伏电池板智能跟踪控制方法，其特征是所述方法包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式网络化的光伏电池板智能跟踪装置，其特征是所述装置包括支撑传动机构、电机、电机驱动模块、主控制器、太阳倾角输入模块和光伏电池板角度输出模块；所述光伏电池板安装在支撑传动机构上；所述支撑传动机构包括角度传感器、光电编码器和减速箱；所述角度传感器与主控制器相连；所述光电编码器分别与减速箱和主控制器相连；所述减速箱与电机相连；所述电机驱动模块分别与主控制器和电机相连；所述太阳倾角输入模块与主控制器相连；所述光伏电池板角度输出模块与主控制器相连；所述角度传感器用于测量光伏电池板的角度并将测量得到的光伏电池板的角度发送至主控制器；所述光电编码器用于测量光伏电池板的速度并将测量得到的光伏电池板的速度发送至主控制器；所述减速箱用于根据电机转动速度控制支撑传动机构转动；所述太阳倾角输入模块用于获取当前时刻的太阳倾角并将所述当前时刻的太阳倾角发送至主控制器；所述主控制器用于接收光伏电池板的角度、光伏电池板的速度和当前时刻的太阳倾角，并将光伏电池板的角度发送至光伏电池板角度输出模块，然后根据光伏电池板的角度、光伏电池板的速度和当前时刻的太阳倾角生成控制电机转动的指令并将所述控制电机转动的指令发送至电机驱动模块；所述主控制器包括角度控制模块、速度控制模块和比例系数整定模块；所述角度控制模块分别与角度传感器、太阳倾角输入模块、速度控制模块和比例系数整定模块相连；所述速度控制模块分别与角度控制模块、光电编码器、比例系数整定模块和电机驱动模块相连；所述比例系数整定模块分别与角度控制模块和速度控制模块相连；所述角度控制模块用于接收光伏电池板的角度和当前时刻的太阳倾角，根据所述光伏电池板的角度和当前时刻的太阳倾角计算速度设定值，并将所述速度设定值发送至速度控制模块和比例系数整定模块；所述速度控制模块用于接收速度设定值、光伏电池板的速度和整定比例系数，并将光伏电池板的速度发送至比例系数整定模块，再根据速度设定值、光伏电池板的速度和整定比例系数生成控制电机转动的指令，然后将控制电机转动的指令发送到电机驱动模块；所述比例系数整定模块用于接收速度设定值和光伏电池板的速度，根据速度设定值和光伏电池板的速度计算整定比例系数并将所述整定比例系数发送至速度控制模块；所述光伏电池板角度输出模块用于接收主控制器发送的当前时刻的太阳倾角并输出；所述电机驱动模块用于接收主控制器发送的控制电机转动的指令并根据所述控制电机转动的指令驱动电机转动。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林永君，刘卫亮，马云龙，马良玉，马进，陈文颖，刘长良，马永光，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：