太阳能光伏发电最大功率点跟踪控制器设计

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1、第40卷第2期中国测试Vol.40No.22014年3月CHINAMEASUREMENT&TESTMarch，2014doi：10.11857/j.issn.1674-5124.2014.02.018太阳能光伏发电最大功率点跟踪控制器设计11121高春甫，陆爽，贺新升，王彬，谢楚雄（1.浙江师范大学工学院，浙江金华321004；2.南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏常州213011）摘要：为提高光伏发电系统的效率，设计一种太阳能光伏发电最大功率点跟踪控制器。该控制器采用升降压式DC-DC变换电路，利用变步长占空比扰动法实现最大功率点跟踪。设计以超级电容和蓄电池混合储能的充电方式，该方法

2、在太阳光强较弱时用小电流继续对蓄电池充电，实现对蓄电池实时充电。对太阳能充电进行相关实验，结果表明：设计的最大功率点跟踪控制器可以在任何光照条件下完成充电，超级电容与蓄电池混合充电比蓄电池单独充电时的充电电流增加了29.1%，提高光伏发电系统的效率。关键词：太阳能光伏发电；最大功率点跟踪；占空比扰动法；超级电容中图分类号：TM615；TM933.3；TM53；TP273文献标志码：A文章编号：1674-5124（2014）02-0070-04Designofmaximumpowerpointtrackingcontrollerwithphotovoltaicpowergeneration111

3、21GAOChun-fu，LUShuang，HEXin-sheng，WANGBin，XIEChu-xiong（1.CollegeofEngineering,ZhejiangNormalUniversity，Jinhua321004，China；2.CSRQishuyanInstituteCo.，Ltd.，Changzhou213011，China）Abstract:InordertoimprovetheefficiencyofthePVsystem，amaximumpowerpointtrackingcontrollerofphotovoltaicpowergenerationwasdesig

4、nedinthispaper.Thecontrollerusesbuck-boostDC-DCconversioncircuitandvariablestepofdutyratioperturbationmethodtoimplementthemaximumpowerpointtracking.Thechargingmethodofsupercapacitorandstoragebatterywasdesigned.Themethodcanusethesmallcurrenttochargethebatterywhenthesunlightweakerandrealizethebatteryc

5、hargingreal-time.Thesolarchargingexperimentiscarriedoninthispaper.Theexperimentalresultsshowthatthedesignedmaximumpowerpointtrackingcontrollercancompletecharginginanylightconditions.Thechargingcurrentofsupercapacitorandbatteryhybridincreases29.1%thanthebatteryalone.Italsocanimprovetheefficiencyofthe

6、PVpowersystem.Keywords:solarphotovoltaicpowergeneration；maximumpowerpointtracking；dutyratioperturbationmethod；supercapacitor0引言近年来，太阳能光伏发电发展很快，已逐渐成为全球太阳能作为一种可再生资源，具有清洁度高、资发展最快的新兴行业之一，并且以每年32.1%的平均[3]源潜力大、可持续利用等优点，现已被各国争相开发速度增长。就现有的光伏发电系统存在的问题来利用[1]。但由于太阳能存在空间分布不均、间歇性大说，提高效率和降低成本是光伏发电的关键。因此，的特点，其利用率一

7、直较低，不能大面积推广应用[2]。为了充分利用太阳能电池所产生的能量，通常在太阳收稿日期：2013-07-15；收到修改稿日期：2013-09-02能电池和负载之间串联最大功率点跟踪（maximum[4-5]作者简介：高春甫（1965-），男，吉林长春市人，教授，博士，powerpointtracking，MPPT）电路，从而实现最大研究方向为机电一体化。功率输出。第40卷第2期高春甫等：太阳能光