基于模糊控制的光伏系统最大功率点跟踪

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1、基于模糊控制的光伏系统最大功率点跟踪xxx摘要：针对光伏发电系统的最大功率点跟踪（MPPT）原理进行了详细的分析和阐述，介绍了传统的扰动观测法的优缺点，在此基础上提出了基于模糊控制的变步长扰动观察法来实现最大功率点跟踪。通过Matlab/simulink进行系统仿真，给出了光照突变时最大功率点跟踪曲线。实验结果表明，该模糊控制算法具有更好的系统响应特性和稳态特性。关键词：光伏；最大功率点；模糊控制MaximumpowerpointtrackingbyusingfuzzycontrolforphotovoltaicpowersystemAbstr

2、act：Basedonanalyingtheprincipleofmaximumpowerpointtrackinginphotovolaticenergygenerationsystem，thispaperintroducesthemeritandshortcomingofthedisturbanceobservation.Thenitbringsupthefuzzycontroltheorybasedonthemaximumpowertrackingalgorithm.ThroughsimulationbyMatlab&simulink，i

3、tgivesthemaximumpowerpointtrackingcurvewhentheilluminationarechanging.Theexperimentalresultsshowthatthefuzzycontrolmethodhasthebettersystemandsteady-stateresponsecharacteristics.Keywords：photovolatic；MPPT；fuzzycontrol太阳能资源丰富，分布广泛，开发利用前景广阔。光伏发电作为太阳能利用的重要方式，已经得到世界各国的普遍关注。从发展趋势

4、看，光伏发电即将成为技术可行、经济合理、具备规模化发展条件的可再生能源，对合理控制能源消费总量、实现非化石能源目标发挥重要作用。在不同的外界条件下，光伏电池可运行在不同且唯一的最大功率点（MaximumPowerPoint，MPP）上。因此为了最大限度地将光能转化为电能，实现光伏电池的最大功率输出，光伏电池的最大功率点跟踪（MPPT）技术已成为本课题研究的热点。本文在分析光伏电池特性的基础上，对传统的扰动观察法进行了介绍，提出了基于模糊控制理论的变步长扰动观察法来实现光伏系统的最大功率点跟踪。1光伏电池的特性分析1.1光伏电池的等效电路及数学模

5、型光伏电池的工作情况可用图（1）所示的等效电路来描述。图中把光伏电池看成能稳定地产生光电流的电流源[3，4]。其中，为串联电阻，为旁漏电阻，一般情况下较小而较大，由于和是分别串联和并联在电路中的，所以在进行理想电路计算时可以忽略不计，因此可得到理想光伏电池的特性方程：（1）（2）（3）式中：为参考日照强度，一般取1；为参考电池温度，一般取25℃；为环境温度（K）；为实际光照强度与参考光照强度的差值()；为实际电池温度与参考电池温度的差值（K）；K为光照强度变化时，光伏电池阵列的温度系数，典型值为0.3℃*；为光照强度S下、电池温度T时，光伏电池

6、短路电流（A）；为电池温度T、光照强度S下时，光伏电池最大功率点电压（V）；a，b，c为常数，推荐的典型值为：a=0.0025，b=0.5，c=0.00288。图1光伏电池的等效电路模型1.2光伏电池的输出特性图（2）为光伏电池在相同温度而不同光照条件下的P-V特性曲线。它表明光伏电池的输出特性受到光照强度的影响，随着光照强度的增强，最大功率值逐渐提高，并且最大功率点处的工作电压发生偏移。图2不同辐照度条件下光伏电池的P-V特性曲线图（3）为不同光照条件下光伏电池的V-I特性曲线。它表明光伏电池既非恒流源也非恒压源。在最大功率点左侧部分类似于恒

7、流源，最大功率点右侧部分类似于恒压源，并且类似恒流源区域与类似恒压源区域范围的比例大约为4:1[5]。随着光照强度的增加，光伏电池输出的短路电流不断提高，开路电压逐渐增大。图3不同辐照度条件下光伏电池的V-I特性Fig.3TheV-IcharacteristicscurveofphotovoltaicEcllsunderdifferentirradianEcconditions从以上分析可以看出光伏电池的输出特性受光照强度的影响比较明显，它是一种非线性电源，如果采用最大功率点跟踪技术使系统输出功率稳定在当前工作特性的最大功率点附近处，则可以提高

8、光伏阵列的能量利用率，减少功率损失，提高系统的稳态性能。2基于扰动观察法的MPPT2．1定步长扰动观察法扰动观察法是目前实现最大功率点跟踪最常用的方法