光伏发电系统最大功率跟踪的Boost电路改进.pdf

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1、电气节能光伏发电系统最大功率跟踪的Boost电路改进鲁正林陈一飞（中国农业大学信息与电气工程学院，北京市100083）ImprovementoftheMaximumPowerPointTrackingBoostCircuitinthePhotovoltaicPowerGenerationSystemLuZhenglinChenYifei（CollegeofInformation&ElectricalEngineeringofChinaAgriculturalUniversity，Beijing100083，China）AbstractTheoperatingprincipl

2、esoftheBoost负载匹配的过程。通常的实现方法是在太阳能电池与circuitareintroduced.Thetheoreticalbasisofrealizing负载之间接一个DC/DC转换电路，它可以通过控制themaximumpowerpointtracking（MPPT）byusing电压将不可控的直流输入变为可控的直流输出。当外thecircuitisanalyzedindetail.Theparameterselection界条件变化引起最大功率点发生变动时，只要调节methodsandimprovingschemeoftheBoostcircuitwh

3、icharesuitableforMPPTcontrolaregiven.MultisimDC/DC变换电路（Boost电路）的开关占空比使外电simulationsoftwarestudyandtheactualcircuit路等效电阻始终等于太阳能电池内电阻，实现动态负debuggingoftheabove-saidconversioncircuithavebeen载匹配，就可以得到太阳能电池的最大功率输出。虽conducted.Therationalityoftheoreticalanalysis，design然太阳能电池和DC/DC变换电路特性都是非线性method

4、sandimprovingschemehavebeenverified.的，但是在极短的时间内，可以按线性处理［2］。KeywordsMaximumpowerpointtrackingBoostcircuitParameterselectionSimulationstudy1Boost电路的基本工作原理根据输入电压与输出电压关系的不同，DC/DC摘要介绍了Boost电路的工作原理，详细解转换电路可分为降压、升压和升降压三种基本类型。析了利用其实现最大功率跟踪（MPPT）的理论依据，由于光伏阵列工作时受太阳辐射度的影响比较大，即给出了适用于MPPT控制的Boost电路参数选择

5、方法天气状况对其有很大的影响，综合分析后，一般选用和改进方案。对所述变换电路进行Multisim软件仿真升压型DC/DC变换电路。因为升压型Boost电路可研究和实际电路调试，并验证了理论分析、设计方法以始终工作在输入电流连续状态，只要输入电感足够和改进方案的合理性。大，电感上的纹波电流就能小到接近平滑的直流电关键词最大功率跟踪Boost电路参数选择流，电路非常简单［3］。另外，在小型直流系统中，常仿真研究常会出现光伏电池的输出电压低于负载工作电压（或蓄电池充电电压）的情形，在这类系统中，选用升压太阳能电池的I-U曲线和P-U曲线具有非线型Boost电路来实现最大功率跟踪是

6、较为合适的。性特性，在一定的温度和日照强度下，P-U特性为升压型Boost电路原理如图1所示。图中，作为单峰曲线，具有唯一的极大值点，即太阳能电池的最开关器件的Q是N沟道金属氧化物半导体场效应管大功率点。当电池工作在该点时能输出当前温度和日照条件下的最大功率［1］。然而，日照强度、环境温MOSFET（也可使用晶闸管），输出电压Uo与输入电度、负荷状态等因素的改变，会使太阳能电池阵列的压Ui的比例关系就是通过控制Q栅极PWM（脉宽电压、电流均发生很大的变化，从而改变其工作曲调制）信号的导通占空比来调节的。线，最大功率点也在时刻变化。为了最大限度地利用设电感和电容的取值足够大，

7、电路每个工作周期太阳能，让太阳能电池在一定的环境条件下输出尽可按Q导通和关断分为两个阶段。当Q导通，电感L能高的功率，就必须对其最大功率点进行跟踪控制。储能，电感电流增加，感应电动势为左正右负，二极最大功率跟踪（MPPT）实际上是一个电路动态管D截止，负载仅靠储于电容C的能量维持工作；39光伏发电系统最大功率跟踪的Boost电路改进（鲁正林陈一飞）207建筑电气誖BUILDING2009年第4期ELECTRICITY图1Boost电路原理图图2Boost电路实现负载匹配示意图Fig.1Principlediagra