基于占空比模糊控制的光伏发电系统MPPT技术

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1、第21卷第7期电子设计工程2013年4月Vo1．21No．7ElectronicDesignEngineeringApr．2013基于占空比模糊控制的光伏发电系统MPPT技术黄瑞。孙黎霞(河海大学能源与电气学院，江苏南京210098)摘要：为了有效地利用太阳能，有必要对光伏发电系统进行最大功率点跟踪(MPPT)控制研究。文中以两级式光伏并网发电系统为研究对象．建立了任意外界环境下的光伏阵列数学模型。由于光伏阵列的非线性输出特性，将模糊控制思想引入最大功率点跟踪，提出占空比模糊控制的扰动观察法的MPPT控制策略，并通过计算机进行仿真验证。与传统的占空比扰动观

2、察法相比较．该方法能够更加快速、准确地跟踪上太阳能电池的最大功率点。关键词：最大功率点跟踪；模糊控制；太阳能；光伏发电系统中图分类号：Tk513．4文献标识码：A文章编号：1674—6236(2013)07—0101—04StudyontheMPPTapproachesinphotovoltaicsystembasedonfuzzycontrolHUANGRui。SUNLi—xia(CollegeofEnergyandElectricalEngineering，HohaiUnwe~iq，Nanjing210098，China)Abstract：Inorde

3、rtoutilizesolarenergyeffectively，itisnecessarytostudyonMaximumPowerPointTracking(MPPT)inphotovohaicpowergenerationsystem．Inthispaper，double—stagephotovohaicpowergenerationsystemisstudiedandthemathematicalmodelofphotovohaicarrayisestablishedunderanyarbitraryenvironment．Duetothenonl

4、inearoutputcharacteristicofphotovohaicarray，fuzzycontrolisintroducedtorealizeMPPT．Itispresentedperturbandobserve(P&O)ofdutycycleforfuzzycontrolinMPcontrolstrategy．Thesimulationiscarriedoutbasedontheproposedalgorithm．ComparedwiththeconventionaldutycycleofP&Omethod，itcantrackthemaxi

5、mumpowerpointquicklyandaccuratelyKeywords：MPPT；fuzzycontrol；solarenergy；photovohaicpowergenerationsystem太阳能作为一种巨量的可再生能源，是近期急需的能源能地简化模型。补充，又是未来能源结构的基础，开发利用太阳能具有重大简化的光伏电池的数学模型为：的战略意义ll。所有光伏发电系统都希望太阳能光伏阵列在，_L(1-C1{exp[U／(G2E)卜11)(1)同样日照、温度的条件下尽可能大的输出电能，因此在理论C1=(1／)exp[一／(C2Uo~)](2)和实

6、践上提出了太阳能光伏阵列的最大功率点跟踪(MP)C2=(V／V-1)[In(1_，m)](3)问题。式中，为标准条件下光伏电池的短路电流；为标准目前实现MPPT的方法有恒定电压(CVT)法，扰动观察条件下光伏电池的开路电压；，m为标准条件下光伏电池的最(P&O)法及增量电导(INC)法等。文中研究光伏发电系统中大功率点电流；为标准条件下光伏电池的最大功率点电的MPPT问题，基于模糊控制理论，即利用模糊集合的基本压。因此，只要知道这4个参数，就可以得到在标准条件下的概念和连续隶属度函数的理论，提出了占空比模糊控制干扰光伏电池I—V特性曲线。观察法。通过MAT

7、LAB／Simulink建模仿真，实现在任意外界假定光伏电池特性曲线基本形状不变，根据标准条件下的环境下最大功率点的跟踪，并与非模糊控制的占空比干扰观L、、L、和任意的光照强度、环境温度等参数，可以计算察法相比较．结果表明该方法在快速性和稳定性方面取得了出任意外部环境下的丘、、和，得到光伏电池模型[5-63：更好的效果。AT=T-(4)1光伏电池的数学建模AS=一1(5)J)光伏电池模型通常要求仅采用厂家提供标准条件(光照(I+aAT)(6)强度S=1000W，m，电池温度=25℃)下的光伏电池板=￡(1-c△)ln(e+6△．s)(7)测试参数、、，m、

8、，并且要在满足工程精度的情况下尽可=，m一(1+n△)(8)收稿日