光伏阵列MPPT充电控制器的设计.pdf

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1、《电气自动化)2o11年第33卷第5期—撕能源发电控制技术一TheNewEnergyPowerControlTechnology光伏阵列MPPT充电控制器的设计邓仙玉魏学业(北京交通大学电子信息工程学院，北京100044)摘要：针对实时追踪光伏阵列最大功率输出的问题，设计了一种通过检测光伏阵列输出电压和电流的大小，实时高速改变充电控制脉冲的占空比，从而实现最大功率点跟踪的充电控制器。采用CS51221芯片和DC—Dc变换电路实现了这种控制方案，并对其进行了计算机仿真，仿真结果表明此方案能很好地实时追踪光伏阵列最大功率点，有效的提高能源的利用率

2、。关键词：MPPT光伏阵列充电控制器DC—DC[中图分类号]TM615[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2011)05—0028—02DesignofPhotovoltaicArrayMPPTChargeControllerDengXianyuWeiXueye(SchoolofElectronics&InformationEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)Abstract：Aphotovohaicarraychargecontrollerisdes

3、ignedtosolvetheproblemofreal—timetrackingofmaximumpoweroutput．Thedutycycleofchargerisdeterminedthroughreal—timedetectingvoltageandcurrentofPVArray．ThechipCS51221andaDC—DCconverterareusedtothedesignscheme．Thecomputersimulationprovesthattheschemecantrackthemaximumpowerpointac

4、curately．Keywords：MPPTphotovohaicarraychargecontrollerDC—DC0引言图2可以得l出光伏阵列太阳能以其资源丰富、分布广泛、清洁可再生等特点，受到越250—1．000／n。_、的输出特性：来越普遍的重视。目前，太阳能电池面临着造价高等问题，所以①光伏阵列气／一＼、如何提高太阳能电池即光伏阵列的利用效率成为研究的热点。在输出低电充电控制器是连接光伏阵列与用电负载的枢纽。目前市场压段相当于上较为成熟完善的充电控制器采用PWM(PulseWidthModula—．恒流源，高电tion)，即脉冲宽度

5、调制模式，然而这种模式下往往不能使光伏阵，-、压段相当于列工作在其最大功率点(MaximumPowerPoint，MPP)，造成能量乡恒压源。②的损失。为了提高发电效率，需要采取一定的控制方法实时追踪光照强度对光伏阵列的输出功率，使其工作在最大功率点上。此过程称为最短路电流的图2不同光照强度下P—V曲线大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking，MPPT)。影响很大。短路电流随光照强度的增强而增大。③输出功率随1MPI．rI’控制原理光照强度的增强而增大。在每个光照强度下的P—V曲线都有1．1光伏阵列输出特性一个最大值，

6、即最大功率点MPP(MaximumPowerPoint)。光伏阵1．2MPPT控制原理；j列的输出呈⋯1006．．形獭j最大功率点跟踪(MPPT)控制是指实时检测光伏阵列的输出现出一个非、功率，采用一定的控制算法预测当前工况下阵列可能的最大功率750W}m2＼线性的状态，输出，通过改变阻抗情况来使太阳能电池板输出工作在最大功率在不同的光!—＼＼500Wm＼、点上。照条件下，它图3所示为MPPT工作原理示意图。图中曲线I、Ⅱ是两种的I—V曲线：⋯m不同光照情况下光伏阵列的I—V特性曲线，A、B分别为情况及P—V曲线I、Ⅱ下光伏阵列的最大功率点，

7、负载1、负载2为两个不同负载分别如图1、2的特性曲线。假设光伏阵列一开始工作在I情况下的最大功率所示。点A点，光强减弱使得光伏阵列的输出变化至特性曲线Ⅱ，由于由图1及图1不同光照强度下I—V曲线负载没有改变，光伏阵列的工作点转移到A点。而此时光伏阵列的最大功率点为B点，这就需要对其外部电路进行控制使负载收稿日期：2011—03—24特性变为负载曲线2，实现与光伏器件的功率匹配，从而使光伏斯能源发电控制技术皇!!兰竺!!兰竺!竺—TheNewEnergyPowerControITechnology阵列输出最大流限制，一旦光伏阵功率。列的最大功率

8、被超为了使光过时，电压下降到伏阵列带任意零。其原理图如图5电阻负载时都所示。能工作在最大光伏阵列的电功率点上，必压通过RI，1{2的分须在负载和光压，与Q1基极电压