光伏系统中最大功率点跟踪方法的研究.doc

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1、本文由fanxiaolei1103贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第４３卷第ｌｌ期２００９年１１月电力电子技术ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＶ０１．４３Ｎｏ．１１Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２００９光伏系统中最大功率点跟踪方法的研究郭勇，孙超，陈新（南京航空航天大学，江苏南京２１００１６）摘要：在光伏发电系统中．光伏电池的最大输出功率取决于温度和光照条件，采用最大功率跟踪（ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｋｉｎｇ，简称ＭＨＴ）方法可以使光伏电池持续输出最大功率。研究了光伏系统中的最大功率控制部分

2、，提出了ＭＰＰＴ控制器的设计，介绍了几种常用的ＭＰＰＴ方法，其中重点研究了电导增量（ＩｎｃｒｅｍｅｎｔａｌＣｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ，简称ＩＮＣ）法。给出了ＩＮＣ法的软件流程的设计，并在Ｍａｔｌａｂ中建立了光伏电池的仿真模型。最后通过实验验证了ＭＰＰＴ控制器的可行性，其ＭＰＰＴ的响应速度和控制精度均达到了预期要求。关键词：太阳能发电；光电池／最大功率点跟踪中图分类号：ＴＭ６２５文献标识码：Ａ文章编号：１０００－１００Ｘ（２００９）１１－００２１—０３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭａｘｉｍｕｍ（ＮａｎｊｉｎｇＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｋｉｎｇＭｅｔｈｏｄｆｏｒＰｈ

3、ｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＳｙｓｔｅｍＧＵｏＹｏｎｇ。ＳＵＮＣｈａｏ。ＣＨＥＮＸｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｉａｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇａｒｅ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）ｔｏＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔｔｒａｃｋｉｎｇ（ＭＰＰＴ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｖｏｌｔａｉｃａｒｒａｙｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｄｅｐｅｎｄｓｏｎｕｓｅｄｉｎｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓｙｓｔｅｍｓｍａｘｉｍｉｚｅｔｈｅｐｈｏｔｏ－ｐａｎｅｌｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｉｒｒａｄｉａｎｅｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｐａｒｔｏ

4、ｆｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔ（ＭＰＰ）ｆｏｒｔｈｅｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃｓｙｓｔｅｍｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．ＴｈｅｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＭＰＰＴｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｓｏｍｅＭＰＰＴｍｅａｎｓｆｏｒｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｃｅｌｌａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｆｏｃｕｓｉｎｇｏｎｔｈｅｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ（ＩＮＣ）．Ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｆｌｏｗｃｈａｒｔｉｓａｎｄｔｈｅｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃｃｅｌｌｍｏｄｅｌｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｃｒｅ

5、ａｔｅｄｉｎＭａｄａｂ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈｅｓｐｅｅｄａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｅｅｔｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｉｓｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｅＭＰＰＴｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｔｈｅｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｅａｒｒａｙ，ｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔｔｒａｃｋｉｎｇ１引言随着时代的发展，人类对能源的需求越来越多，然而煤、石油、天然气等传统能源是有限的，只有开发新能源才是解决能源问题

6、的根本。光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分。各发达国家都已经投入了大量的人力、物力对其进行研究开发和应用。图１池曲线ＭＰＰＴ原理由于ＤＣ／ＤＣ变换器具有阻抗变换的作用，当其输出端负载一定时，通过调节占空比Ｄ，可以改变在光伏发电系统中，光伏电池是最基本的环节，若要提高整个系统的效率必须提高光伏电池的转换效率，使其最大限度地输出功率。然而，光伏电池的Ｉ＿ｖ特性为非线性。它随着外界环境（温度、光照强度）的变化而变化，当工作电压改变时其输出功率也ＤＣ／ＤＣ变换器的输入阻抗。从而改变光伏电池的负载阻抗。以Ｂｕｃｋ变换器为例进行分析，其输入阻抗为：ｐ，一玩

7、一以／Ｄ—ＲＬｎ。一了■一＿ｉ＝面■一１Ｆ，１、、１７会改变。为了始终获得最大的输出功率，需要进行最大功率点跟踪（ＭＰＰＴ）。若已知最大功率点（ＭＰＰ）所对应的负载阻抗，即可通过调整Ｂｕｃｋ变换器的Ｄ。使ＲＬ，处在光伏电池的ＭＰＰ上，如式（１）所示。当外界环境变化时，仍然可通过不断调整Ｄ．实现光伏电池与ＤＣ／ＤＣ变换器之间的动态负载匹配，从而实时获得光伏电池的最大输出功率。所用蓄电池负载，可对光伏电池的能２光伏电池ＭＰＰＴ图１示出在一定光照强度下的光伏Ｉ．Ｖ输出特性曲线。可见，对应不同的负载阻抗．负载线与光伏电池输出特性曲线交点口，即工作点不同，光伏电

8、池输出功率也不同。在不同的环境条件下。按输出最大功率的要求调整负载阻抗，可使光能得到最大利用，