基于扰动观察法的mppt控制优化策略

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1、基于扰动观察法的MPPT控制优化策略摘要：为了提高光伏发电系统的充电效率，系统控制器采用高性能低功耗的ATmegal6单片机为核心，通过调节PWM波占空比实时改变Buck变换器的输出电压，采用扰动观察法的MPPT控制策略，实现对光伏发电系统最大功率点的跟踪。针对扰动观察法跟踪过程中可能由于快速扰动导致功率振荡和误判的问题，系统对MPPT算法进行优化，并通过友好的人机界面实时显示最大功率曲线图。测试结果表明，该方法能够保证光伏发电系统快速、稳定、精确地跟踪最大功率点，提高了充电效率。关键词：光伏发电系统；MPPT；扰动观察法

2、；中图分类号：TN911-34文献标识码：A文章编号:1004-373X(2011)24-0206-03OptimizedMPPTControlStrategyBasedonPerturbationandObservationMethodHUANGLi-ming,LIANYong-sheng,CHENBiao-long,LINPei-jie,CHENGShu-ying(CollegeofPhysicsandInformationEngineering,FuzhouUniversity,Fuzhou350108,China)

3、Abstract：Inordertoimprovethechargingefficiencyofphotovoltaicsystem,thesystemcontrollertakesthehigh-performancelow-powerATmegal6microcontrollerasacore,changestheoutputvoltageofBuckconverterinreal-timebyadjustingthePWMdutycycle,andusestheMPPTcontrolstrategyofperturb

4、ationandobservationmethodtoachievetrackingofmaximumpowerpointofthephotovoltaicpowergenerationsystem.TheMPPTalgorithmwasoptimizedtosolvetheproblemsofpoweroscillationsandmisjudgmentprobablycausedbyrapidperturbationduringthetrackingwithperturbationandobservationmetho

5、d.Thereal-timemaximumpowergraphofthesystemisshownbyafriendlyman-machineinterface・ThetestingresultsindicatethatthemethodcanensurePVsystemtorealizeMPPTfast,steadilyandaccurately,andimprovethechargingefficiency.Keywords：PVsystem;MPPT;perturbationandobservationmethod;

6、algorithmoptimization随着能源危机的加重和人们对清洁能源的广泛使用，光伏发电技术已越来越被人们所重视。光伏发电系统中，最大功率点跟踪（MPPT）对于提高光伏系统的充电效率至关重要[1-2]0目前，国内外对MPPT控制策略做了许多研究，常用的最大功率跟踪控制方法有：固定电压法、扰动观察法、增量电导法和模糊逻辑控制法等[3-5]0其中，扰动观察法以其控制思路简单，算法易于实现而在实际工程中得到了广泛应用。但是，一般的扰动观察法存在一个缺点：在跟踪过程中快速扰动可能导致功率振荡和误判，从而产生能量损耗，影响M

7、PPT的实际效果[6-7]o本文针对上述缺点，在实际光伏发电系统的设计中，对扰动观察法MPPT控制策略进行优化，并通过友好的人机界面实现实时显示最大功率曲线图，较好解决了MPPT算法稳定性不足的问题。1光伏发电系统MPPT的硬件结构一般的光伏系统由太阳能电池板、充电电路、蓄电池、放电电路、负载等组成。本文重点研究充电电路中的MPPT控制策略，探讨如何跟踪太阳能板的最大功率点，提高光伏系统的充电效率。MPPT控制的硬件结构框图如图1所示，系统中采用高性能低功耗的ATmegal6单片机为控制核心，充电电路采用Buck变换器。单

8、片机实时采集太阳能板的输出电压、输出电流，并计算输出功率，通过调节PWM波占空比，控制Buck变换器的MOS管开关时间，调整系统负载的等效阻抗与太阳能板的内阻相匹配，从而使太阳能板输出最大功率。为了更好地验证MPPT控制算法是否有效运行，本系统实时检测系统的状态参数，并把跟踪的最大功率曲线图显示在LCD