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《光伏系统最大功率跟踪控制的仿真研究》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、2008年12月灯与照明第32卷第4期照明控制光伏系统最大功率跟踪控制的仿真研究张玉平,石新春,陈雷((华北电力大学,河北保定071003)摘要:在光伏发电系统中,光伏电池输出特性受光照强度及环境温度影响很大,具有明显的非线性特征。因此,需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪控制。文章简单介绍了几种常用的最大功率跟踪方法,分析比较了各自的优缺点,并提出了一种改进的最大功率跟踪控制方法,通过仿真实验验证了该方法的正确性。关键词:太阳能;光伏电池特性;最大功率跟踪;MATLAB仿真SimulationResearchonth
2、eMPPTControlforPVSystemZHANGYuping,SHIXinchun,CHENLei(NorthChinaElectricPowerUniversity,HeBei,Baoding071003,China)Abstract:Inphotovoltaicsystem,theoutputofphotovoltaicbatteryisaffectedgreatlybythelightintensityandenvironmenttemperature,ithasobviousnon-linearfea
3、tures.Therefore,itneedstotrackandcontroltheMaxi2mumPowerPointforphotovoltaicbattery.ThearticleintroducesseveralexistingMPPT,analyzesandcomparestheadvantagesandweaknessesofthesemethods,andproposesanimprovedmethodoftheMPPT,provesthecor2rectnessofthemethodthrought
4、hesimulation.Keywords:solarenergy;characteristicofphotovoltaicbattery;MPPT;Matlabsimulation多的电能,提高系统地效率,这就在理论上和实践上0引言提出了光伏电池最大功率跟踪的问题。太阳能发电系统作为一种新型的能源系统,已1光伏电池等效模型及输出特性引起许多国家的关注及研究,将在未来的能源结构中占据重要的地位,对于能源消耗及环境都有重要1.1光伏电池等效模型意义。光伏电池是将太阳能转换成电能的器件。光伏光伏阵列输出特性具有非线性特征
5、,受光照强电池等效电路图如图1所示。根据电子学理论,光度和环境温度影响。随着光照强度和环境温度的不伏电池的等效数学模型为:同,光伏电池端电压将发生变化,使输出功率也产生q(V+I3Rs)I=Iph-I0(exp-1)-很大的变化,即光伏电池本身就是一种极不稳定的AKT电源。如何能在不同光照和环境温度下输出尽可能V+I3Rs(1)Rsh收稿日期:2008209208作者简介:张玉平(1983-),女,汉族,河北张家口,华北电力大学电力电子与电力传动专业在读硕士,主要研究方向:分布式发电与新能源技术。·51·2008年1
6、2月灯与照明第32卷第4期DT=T-TrefSDS=-1SrefISC=ISC(1+DS)(1+a3DT)(5)VOC=VOC(1-c3DT)ln(e+b3DS)Im=Im(1+DS)(1+a3DT)Vm=Vm(1-c3DT)ln(e+b3DS)图1光伏电池等效电路图2光伏系统MPPT控制方法通过一些近似及化解步骤,光伏电池的单指数光伏系统最大功率跟踪控制方法有很多种,以数学模型为:下介绍几种常用的MPPT方法,并提出一种改进的I=ISC(1-C1{exp[VP(C2Voc]-1})(2)MPPT控制方法。其中:2.
7、1恒定电压法C1=(1-ImPISC)exp[-VmP(C2VOC)](3)-1通过图2中的P-V曲线可以看出,当温度一定C2=(VmPVOC-1)[ln(1-ImPISC)](4)时,不同光强下光伏电池的最大功率点电压几乎相1.2光伏电池输出特性等。因此,恒定电压法控制思路就是将光伏电池输图2和图3分别为光伏电池在相同温度不同光出电压控制在该电压处,使光伏电池近似工作在最照下和相同光照不同温度下的I-V及P-V曲线。大功率点处。此控制法优点是控制简单且易实现,系统工作电压相对较稳定;但缺点是MPPT误差较大,有较大
8、功率损失,特别是当温差变化大时,达不到最大功率跟踪的效果。2.2电导增量法电导增量法是MPPT控制常用的算法之一。其原理是:通过光伏电池P-V曲线可知最大值Pmax处的斜率为零,即dPPdU=0,通过推导可得dIPdU=-IPU。图2光伏电池在相同温度不同光照此方法就是通过比较(dIPdU)和(-IPU)的大小关系,条件下的I-V及P-V曲线来
