光伏系统中扰动观察法的控制方法研究

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1、电气传动2013年第43卷第3期ELECTRICDRIVE2013Vo1．43No．3光伏系统中扰动观察法的控制方法研究薛家祥，钟良文，张思章，张红卫，廖天发，张晓莉(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640)摘要：针对光伏电池的输出特性，以Boost电路为硬件平台分析了直接控制、PI控制这两种扰动观察法的控制方法的原理。通过Simulink建立电路仿真模型，对扰动观察法两种控制方法的最大功率点跟踪效果进行对比。以1．5kW的两级光伏并网逆变器实验样机完成相关实验，实验波形和分析证明了扰

2、动观察法的控制方法的有效性。关键词：扰动观察法；直接控制；PI控制；Boost电路中图分类号：TM615文献标识码：AStudyofPerturb&ObserveControlMethodsinPhotovoltaicSystemXUEJia·xiang，ZHONGLiang—wen，ZHANGSi-zhang，ZHANGHong—wei，HAOTian—fa，ZHANGXiao—li(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，SouthChinaUniv

3、ersityofTechnology，Guangzhou510640，Guangdong，China)Abstract：Accordingtotheoutputcharacteristicsofphotovohaiccells，theoryanalysisofPerturb＆Observe(P＆0=)controlmethodsincludingdirectcontrolandPIcontrolwasmadebasedonthehardwareplatformofBoostcircukThensim

4、ulationmodelsofP&OonBoostcircuitwereestablishedbySimulinkThroughthesimulationresult，comparisonofthetwoP&OcontrolmethodswascarriedouLFurther，thedeveloped1．5kWdual—stagephotovohaicgrid—connectedinverterbasedonBoostcircuitwasappliedforexperimenttoverifyth

5、eeffectivenessofthepresentedP＆Ocontrolmethods．Keywords：perturb＆observe；directcontrol；PTcontrol；Boostcircuit流源、等效二极管、内部并联电阻Rpll和串联电1引言阻R组成，R为负载。光生电流源主要由光照太阳能是最重要的可再生能源之一，与煤强度G和环境温度决定，因此光伏电池的工作炭、石油等不可再生能源相比，太阳能具有清洁状态实时受环境因素影响。无污染，储量丰富，分布广阔等不可替代的优点。全球各国逐步

6、推出了许多鼓励光伏发电的政策，光伏发电技术的研究也逐步的深入和广泛目≥f厶前，光伏电池对太阳能／电能的转换率很低(9％～l7％)]，尤其是在日照强度较低的情况下，而且图1光伏电池等效电路图光伏电池输出的一川寺性为非线性并随天气状Fig．1Equivalentelectricaldiagramofsolarcell况实时改变。因此，为了最大限度的利用光伏电用Simulink建立光伏阵列模型可模拟任意池的能量，更需要最大功率跟踪(maximumpower太阳辐射强度、环境温度、光伏模块参数、光伏阵poi

7、nttracking，MPPT)技术，使得光伏发电系统能列串并联方式组合下的光伏阵列圈。光伏电池SUN—实时跟踪光伏电池的最大功率点。TECHSTP18OS的参数为：光照强度G=1000W／m，环境温度25℃时，最大功率P．vv=1802光伏电池输出特性W，最大功率点电压V．rv=36V，开路电压Voc=光伏电池本身是一个PN结。其基本特性与44．8V，短路电流=5．29A，最大功率点电流二极管类似[21。如图l所示，其等效电路由光生电=5A。用Simulink建立光伏电池仿真模型，可基金项目：广东

8、省部产学研(2011B090400261)；广东省科技攻关(20lOBO1090o003)；江门市科技计划(2011010012417)作者简介：薛家祥(1962一)，男，博士，教授，Email：mejiaxue@scut．edu．cn40薛家祥，等：光伏系统中扰动观察法的控制方法研究电气传动2013年第43卷第3期得光伏电池在环境温度25℃．不同光照强度3．2基于Boost电路的硬件平台下的输出特性曲线，光照强度G=1000W／m，不为实现光伏发电系统的最大功率点跟