基于极值搜索算法的光伏系统MPPT控制.pdf

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1、第48卷第2期电力电子技术Vo1．48，No．22014年2月PowerElectronicsFebruary2014基于极值搜索算法的光伏系统MPPT控制张锋．惠晶(江南大学，轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡214122)摘要：在分析太阳能光伏阵列工作特性和常规最大功率点跟踪(MPPT)及控制方法基础上，研究了一种基于极值搜索算法的光伏系统MPPT控制方法。该算法与现有方法比较，可在外部环境突变的情况下，快速准确地跟踪光伏阵列的最大功率，具有良好的动态性能。基于该方法设计出光伏发电MPPT的控制系统

2、，并通过仿真与样机实验与常规MPPT算法进行了对比分析。分析结果显示，极值搜索算法可快速、精确地跟踪光伏系统最大功率点，且动态特性良好。关键词：光伏系统；最大功率点跟踪；极值搜索算法中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)02—0006—03MPPTControlforPhotovoltaicSystemBasedonExtremumSeekingAlgorithmZHANGFeng．HUIJing(KeyLaboratoryofAdvancedProcessControlf

3、orLightIndustry，Min~tryofEducation，JiangnanUnwenity，Wuxi214122，China)Abstract：Basedontheanalysisofthecharacteristicsofsolarphotovohaicarrayandtraditionalmaximumpowerpointtracking(MPPT)controlmethods，aMPPTmethodbasedonextremumseekingalgorithmisresearched．Comp

4、aredwiththeexistingmethods，theproposednewmethodcantrackthemaximumpowerpointofphotovoltaicarrayquicklyandpreciselyundersunlighttransientlargechanges，andhasagooddynamicperformance．AMPPTphotovoltaiccontrolsystembasedonthenewmethodisdesigned，andthenthesimulation

5、andprototypeexperimentalresultsarecompar·edwiththetraditionalMPPTalgorithms．Simulationandexperimentalresultsshowthattheextremumseekingalgorithmcantrackthemaximumpowerpointofphotovohaicsystemquicklyandaccuratelyandhasbeaerdynamicperformance．Keywords：photovolt

6、aicsystem；maximumpowerpointtracking；extremumseekingalgorithmFoundationProject：SuppoaedbytheInnovationProjectsinJiangsuProvince(No．BY2012069)；WuxiKeyLaboratoryofIndustrialEnergy-savingandControlTechnology(No．CMES0915)1引言2光伏电池的模型及其跟踪特性人类当前使用的能源主要来自化石类燃料，2．1光伏电

7、池的模型几十年或一百年后地球所储存的这些能源将枯光伏电池受光的照射便产生电流。并随光强变竭。太阳能是一种清洁可再生能源，不仅可缓解能化而变化，当光强一定时，可将光伏电池视为能稳源危机。且对环境无污染．受到各国政府的高度重定产生光电流的恒流源。图1为其等效电路。视【”。但光伏阵列输出功率随外界天气(光照、温度等)变化而变化，故跟踪光伏最大功率的MPPT控制技术成为光伏发电系统不可缺少的环节[2-3】。这里在分析常规MPPT算法跟踪速度或精度为光伏电池输出电流；为光伏电池短路电流，正比于光照不足的基础上．研究了基于

8、极值搜索算法【】建立强度；／vo为电池pn结中的正向电流；U唧为光伏电池输出电压。的光伏发电MPPT控制系统．通过优化参数实现图1光伏电池的等效电路Fig．1Theequivalentcircuitofphotovoltaiccell光伏MPPT，并分析了光伏特性。光伏电池输出电流为：基金项目：江苏省产学研创新项目(BY2012069)；无锡市工业装备节能与控制重点实验室资助项目(CM