基于自适应滑模层极值搜索的光伏发电最大功率跟踪方法

《基于自适应滑模层极值搜索的光伏发电最大功率跟踪方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于自适应滑模层极值搜索的光伏发电最大功率跟踪方法匡西五［互西蚕［至垂委夏面团电力泰统自动让Ｖ０１．３９Ｎｏ．１２Ｊｕｎｅ２５，２０１５ＤＯＩ：１０．７５００／ＡＥＰＳ２０１４０７２４００５ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ张开１，石季英１，林济铿２，孙峰３，刘涛４，王旭东４（１．智能电网教育部重点实验室，天津大学，天津市３０００７２；２．同济大学电子与信息工程学院，上海市２０１８０４；３．国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁省沈阳市１１０００６；４．国网天津市电力公司电力科学研究院，天

2、津市３００３８４）摘要：保证光伏阵列快速到达最大功率点并且能稳定运行，一直以来是光伏发电研究领域关注的重要问题之一。为此，文中提出了基于参数自适应调整滑模层极值搜索控制的光伏发电系统最大功率跟踪新方法。首先证明了基于滑模极值搜索的光伏发电系统最大功率跟踪控制策略的稳定性；然后提出采用具有更低控制频率及更低控制噪声的滑模层函数代替简单的开关函数。在此基础上，进一步提出了控制参数的自适应调整方法，使得控制系统在具有较好的控制品质的同时，避免了繁琐的人为参数调整。算例证明了所提方法的有效性。关键词：光伏发电；最大功率跟踪；滑模层

3、函数；自适应；参数调整———————————————————————————————————————————————０引言求准确的功率测量信号，当不满足要求时，误差较由于地球上矿石能源储量的日益枯竭，以及其大。文献［１３］提出了基于梯度的极值搜索控制方大量消耗所带来的温室效应及气象灾害的频繁出法，该控制方法简单，容易实现；但该方法需要使用现，使得大量发展及高效利用可再生绿色能源成为梯度传感器，而梯度传感器往往会放大噪声并且在全世界的热点研究课题［１。３］。光伏发电作为绿色可高频时不稳定。文献［１４］提出了基于摄动方法的极再

4、生能源发电的典型代表，提高其光能利用效率的值搜索控制方法，由于需采用高通滤波器以滤除直最大功率跟踪问题，一直是热点研究课题之一［４书］。流及低频分量，因此该方法不可避免地会产生延迟当前光伏发电最大功率跟踪方法有恒定电压跟时间而降低实际控制效果；同时还因引入激励信号，踪法、扰动观察法和电导增量法等。文献Ｅ７］提出的也不可避免地使得控制系统复杂化。为此，本文提恒定电压跟踪法具有控制方法简单、容易实现等优出了基于参数自适应调整滑模层极值搜索控制的光点，但是该方法适应能力较差，不能根据外界环境变伏发电系统最大功率跟踪新方法。化而及

5、时调整电压值。文献Ｅ８］提出了适应性较强１光伏发电系统数学模型的扰动观察法，但由于扰动存在，该方法的功率输出不可避免地存在振荡。文献［９］提出的改进扰动观本文所采用的光伏发电系统的模块化结构如附录Ａ图Ａ１所示［１察法，在减少最大功率点振荡的同时提高了跟踪效５。】６］。该———————————————————————————————————————————————系统由光伏阵列、ＤＣ／交流（ＡＣ）逆变器、控制器、滤波器等四部分组成。其率和稳定性，然而该方法较复杂。文献［ｉｏ］提出的中光伏阵列由Ｎ。Ｎ。块光伏电池封装而成，Ｎ，

6、为电导增量法，可以根据光伏电池的输出功率在最大串联电池个数，Ｎ。为并联组数。其工程实用数学功率点附近的变化量来调节光伏电池工作点电压，模型［１７－１９］为：然而该方法需要准确地测量光伏电池输出功率，这在实际中不易实现。文献［１１］提出了效率较高的变，ｒＶ—Ｎｐ工ｓｃ—ｃ，Ｎ一工ｓｃ步长电导增量法，然而该方法对硬件要求较高，当硬ｏｘｐ（赫）一１）（１）件条件不满足要求时会引起较大的振荡和功率损ｃ，一（?一（Ｉｍ）ｅｘｐ（蔫）㈣失。文献［１２］提出了一种通过控制直流（ＤＣ）／ＤＣ变换器来实现最大功率跟踪的方法，然而该方法要（瓷

7、一，）（?ｎ（，一每））。１（３）式中：Ｊ，，ｖ为光伏阵列输出电流；Ｕ，ｖ为光伏阵列输出收稿日期：２０］４—０７—２４；修回日期：２０１４—１１—２０。电压；Ｕ。。为开路电压；Ｊ。。为短路电流；Ｕ。为最大功ｈｔｔｐｔ｜ｆⅥⅦⅦ．ａｅｐｓ—ｉｎｆｏ．ｃｏｍ３３万方数据率点电压；ｊ。为最大功率点电流。———————————————————————————————————————————————Ｕ。。，Ｉ。。，Ｕ。，Ｊ。可根据厂家提供的参数作相应的修正推算得到。光伏电池的最佳输出功率Ｐ。。。理论计算值为：Ｐ…一Ｕ。ｊ。（４）逆变

8、器为六晶闸管三相逆变器，采用电网电压定向的前馈解耦双闭环控制策略口…，在同步旋转ｄｑ坐标系下，控制ｄ和ｑ轴的电流分量ｉ。和ｉ。就可以调节有功和无功功率。ｑ轴电流给定值应被设置为０，以确保以单位功率因数并网。２基于滑模层极值搜索控制的最大功率跟踪方法光伏发电系统的输出特性受温度和光照强度的影响。在某一光照