多级步长光伏电池最大功率点跟踪.pdf

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1、第26卷第3期电力系统及其自动化学报Vo1．26No．32014年3月ProceedingsoftheCSU-EPSAMar．2014多级步长光伏电池最大功率点跟踪王平，卞建龙(河海大学能源与电气学院，南京211100)摘要：针对常规的占空比扰动法不能同时满足跟踪速度和稳态精度的问题，在二级步长占空比扰动法的基础上结合增加跟踪裕量法，提出了一种多级步长的控制策略，在Matlab环境下利用M函数建立光伏电池的数学模型和利用s函数对跟踪算法编程。仿真结果表明，相对于二级步长占空比扰动法具有更好的动态和稳态性能，在外界环境发生快速变化的情况下，亦能快速准确地跟踪到最大功率点，该策略是可行

2、的。关键词：最大功率点跟踪；光伏电池；变步长；扰动观察法中图分类号：TM615文献标志码：A文章编号：1003—8930(2014)03—0061—05MultipleStep-sizesMPPTofPhotovoltaicCellWANGPing，BIANJian-long(CollegeofEnergyandElectric，HohaiUniversity，Nanjing211100，China)Abstract：Inordertoresolvetheproblemthattheconventionalmethodofduty-ratioperturbationcan'tsat

3、isfytrackingspeedandsteadyprecisionatthesametime，amultiplestep-sizescontrolstrategybasedontwostep—sizesofdutyratioandthemethodofincreasingtrackingallowanceisproposedinthepaper．IntheMatlabenvironment，thephotovohaiccellismodeledwithM-functionandthecontrolstrategyisprogrammedwithS-function．Thesim

4、ulationresultsprovethatthestrategyhasbetterdynamicandstaticperformance，andcanquicklytrackmaximumpowerpointevenunderrapidlychangingexternalenvironment，whichconfirmthefeasibilityoftheproposedstrategy．Keywords：maximumpowerpointtracking；photovoltaiccell；variablestep；perturbationandobservationmetho

5、d光伏电池的输出特性[1]受外界环境的影响较observationmethold)与电导增量法[51，因其算法性价大，效率较低。研究太阳能电池的模型及其最大功比高而备受青睐，而这两种算法同时存在跟踪速率点跟踪策略MPFF(maxiumumpowerpointtrack—度与跟踪精度不能很好兼顾的问题。一些学者也ing)，对于光伏电池转换效率闭的提高有着重要的试着使用最优梯度法或自适应变步长法[在线实意义。针对MPPT的问题，学者们提出了很多时调整跟踪步长，能够兼顾到速度与精度的要求，MPPT算法。其中比较原始的是恒定电压和恒定电但是存在步长因子难以选择最优的问题，并且要流法，这两种

6、算法虽实现最简单，但控制性能最求采样器有足够高的精度，有时会由于电力电子差；基于模糊控制和神经网络的智能控制算法应器件的纹波导致得到的步长很大，以致算法无法用也比较多，但是实现起来较为复杂，需要占用控跟踪到最大功率点，在工程上较难实现。制器的大量资源，降低控制器运行速度，控制成本在权衡控制性能和经济成本的基础上，本文高；近年来，国内外学者开始研究采用粒子群算法参考了文献【8】的自适应占空比扰动法，此方法采进行最大功率点跟踪f3-4]，虽然这种算法能有效运用了两级步长跟踪，虽兼顾了跟踪速度和精度，但用于分布式的光伏发电以及复杂的多峰情况，但是从动态跟踪到稳态运行不能较平滑地过渡，在对

7、于单个的光伏组件，其要求建模的精度较高，并接近稳态运行点时存在较大振荡，而且在稳态运且在外界环境变化的时候需要重启算法。至于工行时虽然使用较小的步长，但输出的功率仍然存程上应用较多的功率扰动法P&O(perturbationand在波动。本文在此基础上，增加了步长的级数，使收稿日期：2012—04—20；修回13期：2012—06—21·62·电力系统及其自动化学报第26卷系统跟踪到最大功率点附近时振荡减小，跟踪过程，极大地方便了最大功率点跟踪的仿真。程变得更为平稳；