光伏发电系统效率优化控制仿真

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1、第32卷第08期计算机仿真2015年08月文章编号：1006—9348(2015)08-0152—05光伏发电系统效率优化控制仿真桑虎堂，赵志刚，张纯杰，李晓黔(兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州730070)摘要：在光伏发电系统效率的优化控制的研究中，传统光伏发电系统的效率优化主要是针对光伏发电系统的最大功率追踪算法(MPvr)进行改进，以期实现光伏阵列最大功率的实时和稳定输出。用Boost电路的物理模型，建立了Boost电路的精确状态方程，并对不同参数下Boost电路的动力学特性进行了研究，验证了Boo

2、st电路中电容对电路输出的影响最明显；然后，将Boost电路的上述特性引入光伏发电系统，通过微调Boost电路中的电容，对光伏发电系统的追踪效率进行优化。结果表明，通过调节Boost电路的电容可以改善光伏发电系统最大功率追踪的实时性，以达到高效追踪的目的，且追踪效率更高。关键词：光伏电池；升压电路；动力学特性；状态方程；追逐效率中圈分类号：TM743文献标识码：BSimulationofEfficiencyOptimizationControlforPhotovoltaicPowerGenerationSy

3、stemSANGHu—tang，ZHAOZhi—gang，ZHANGChun—jie，LIXiao—qian(SchoolofMechatronicEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，LanzhouGansu730070，China)ABSTRACT：TraditionalefficiencyoptimizationmethodsforPVpowergenerationsystemmainlyaimatimprovingthemaximumpowertrackinga

4、lgorithm(MPPT)，andgettingthemaximumpoweroutputofPVarraywithinstanta-neityandstability．AnaccuratestateequationoftheBoostcircuitisbuilt，theinfluencesofdifferentparametersfordynamicpmpe啊ofBoostcircuitarestudied，andtheeffectofcapacitanceonthecircuitoutputisver

5、ified．ThenaforementionedcharacteristicsofBoostcircuitareintroducedintophotovoltaicpowergenerationsystems．andthetrackingefficiencyofphotovoltaicpowergenerationsystemsisoptimizedbyturningcapacitanceoftheBoostcircuit．Resultsshowthatthehi【gh—efficiencytracking

6、powercanbeachievedbyadjustingcapacitanceofBoostcircuit．KEYWORDS：PhotovoltaieceUs；Boostcircuit；Dynamicproperty；Stateequation；Trackingefficiency1引言随着世界能源危机的急剧恶化以及社会对环境问题的持续关注，传统能源日益不能满足人们的需求。因此，可再生能源的应用得到了广泛重视。太阳能清洁安全，获取方便，取之不尽用之不竭的特点，更是成为了其中首选。光伏发电技术作为利用太阳能

7、源的一种最主要和最普遍的方式之一，已经体现出巨大的发展潜力¨1。但是，由于目前光伏发电技术滞后而导致光电转换效率不高，同时光伏电池制作工艺复杂，成本昂贵。所以，为了提高太阳能利用率，许多学者对光伏阵列进行最大功率追踪。文献[2]中对传统的固定电压法进行了分析研究，控制算法收稿日期：2014—08—10．--——152·--——实现方便，但是其追踪精度差，环境适应性差，当外界工况变化时不能自动跟踪到最大功率点，导致能量损失；文献[3]和[4]中扰动观测法的实现较为方便，跟踪效率高，但其步长选择较为繁琐，若步长

8、过小，会导致光伏发电系统追踪时间过长，反之，则会导致系统振荡加剧，引起系统功率的较大损耗。文献[5]研究了电压反馈型半桥DC—DC电路动力学特性，分析了不同参数下VCHBDC—DC电路的非线性特性；文献[6]研究了DC—DC电路的动态特性，表明了DC—DC电路的动态特性不仅与输入输出状态相关，也与本身的终端特性相关。相比之下，上面的研究多是通过改进复杂冗长的最大功率追踪算法来提高系统追踪响应速度和输出时的稳定性，