基于电压闭环及dp_du补偿的单级光伏mppt技术

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1、第45卷第5期电力电子技术Vol.45，No.52011年5月PowerElectronicsMay2011基于电压闭环及dp/du补偿的单级光伏MPPT技术顾雪霏，孙培德（东华大学，信息科学与技术学院，上海201620）摘要：在单级式光伏并网逆变系统结构基础上，提出一种新型的基于电压闭环和dp/du补偿的最大功率点跟踪（MPPT）技术。该算法在工作点偏离最大功率点时，能根据dp/du的变化快速跟踪最大功率点（MPP）处电压值，并将此给定电压与实际电压值之差经过PI运算得到实际应给定的交流输出电流幅值。通过仿真分析可知，无论在光照突变或渐变、增强或减弱时，该算法均能使系统准确快

2、速地跟踪在MPP处。实验室建立了3kW单级式光伏逆变系统，应用全数字化DSP控制技术和新型MPPT算法，实现了系统MPPT目标，最终并网可靠运行。关键词：逆变器；最大功率点跟踪；电压闭环中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000-100X（2011）05-0007-03Single-stagePhotovoltaicInverterSystemandMPPTTechnologyBasedonVoltageLoopanddp/duCompensationGUXue-fei，SUNPei-de（DonghuaUniversity，Shanghai201620，China

3、）Abstract：ThispaperproposesanewMPPTtechnologybasedonvoltageloopanddp/ducompensation.Whenworkingpointhasdeviatedfrommaximumpowerpoint，accord-ingtothechangeofdp/du，thenewMPPvoltageisfixedandbythePIcalculationfromtheerrorbetweenthenewvoltageandactualvoltage，theresultisgiventooutputcurrentamplit

4、udeofACinverter.ThroughsimulationofMat-lab/simulinkanalysis，whicheverstatethereis，suddenorgradualchangeofsunlight，increasedorweakenradiation，thesystemisalwaysabletorunatMPPaccurately.Besides，labora-toryestablishessingle-stagephotovoltaicinvertersystemof3kW.ByapplicationofalldigitalDSPcontrol

5、technologyandnewMPPTalgorithm，MPPTtargetisachieved，runningstably.Keywords：inverter；maximumpowerpointtracking；voltageloop1引言2单级式逆变器系统构成及调制算法近年来，太阳能已成为全世界最主要的可再图1示出单级式逆变系统原理。系统前级电生能源，而光伏并网发电是最主要的太阳能利用路的大电容减少了电能交换环节，也减少了能量途径[1]的损失和整机造价，是整个系统转换效率提高的。光伏发电系统中，如何提高太阳能电池工作效率，进一步提高系统稳定性[2]是主要问题。电关键点。

6、但大电容加入后，作为储能元件，其储能力电子变换是解决该问题的关键，需实时跟踪太大小也是影响整个系统工作稳定的主要因素。原阳能电池输出MPP。较成熟的MPPT有爬山法、扰先的DC/DC变换可获得MPPT及稳幅输出，由后动观测法、电导梯度法等[3-4]。上述方法在两级或级DC/AC逆变PWM调制产生正弦波输出。现将多级式逆变器上效果良好，但在单级式光伏逆变MPPT的获得和PWM调制产生正弦波在一个环节器上，不能快速准确跟踪MPP[5]。这里给出基于电中实现，调节MPP即是改变后级输出交流电流的压闭环及dp/du补偿的新型MPPT算法。通过给定幅值。但由于存在大电容，当后级所需电流不

7、Matlab/Simulink仿真，分析观察在实际复杂条件下足时，可由储能元件提供，而电池侧仍按原电流输算法的稳定性与快速性。最后通过实际设计的单级出，直至电容上电压明显下降时，电池电流才能增式光伏逆变器逆变及MPPT，通过示波器观察可知，大以补充电容电压，从而达到新的平衡。因此，电MPPT的稳定性与快速性得到了较大改善。池特性曲线的变化将滞后于输出负载的给定，需要设计好适当的储能元件大小，满足直流侧电压电流的平稳，同时尽量减少滞后量，降低不稳定因定稿日期：2010-11-29作者简介：顾雪