光伏电池的 mppt 技术研究

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1、第32卷第1期佳木斯大学学报(自然科学版)Vo1．32No．12014年O1月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)Jan．2014文章编号：1008—1402(2014)01-0108-05光伏电池的MPPT技术研究①骆力(安徽工业大学计算机学院，安徽马鞍山243002)摘要：针对光伏电池的最大功率点跟踪技术(MPPT)，对比分析了扰动观察法、电导增量法的技术原理和工程应用优缺点，为解决局部阴影情况下的多峰值问题，提出了一种改进的PSC—MPPT算法，通过Matlab软件建立模型对比仿真试验，

2、证明了算法的时效性和精确性．关键词：光伏电池；光伏特性；MPPT；局部阴影；Matlab中图分类号：TM91文献标识码：A控制器三部分组成，从功率变换的角度看，逆变部O引言分主要是将光伏电池吸收形成的直流电，转变为可随着电力需求日益增长的现状，传统能源已经以控制的交流电，控制器则为了满足各项指标进行无法满足发展要求，必须要加大对可再生能源的开智能调节．为保证在不同环境因素下，光伏电池能发力度，推广绿色能源在各项领域的应用，根据目够输出最大功率电能，满足与电网馈入功率的平前研究和实践成果，太阳能是值得探索和应用的理衡，需要在系统控制器中引入最大功率跟踪技术

3、想能源．作为传统资源，国民经济对电力需求的依(MPPT)J．通过数学建模和仿真是研究太阳能光赖性越来越强，比如在照明中正在推广的LED技伏电池特性的重要手段，专家学者对于光伏电池数术，都需要有稳定的电力供应_lJ．因此，将太阳能学模型的理论分析较为成熟，在此不再赘述，论文光伏系统应用于国民经济中的用电设备，具有环主要针对MPPT技术进行研究．保、安全、无外接电源等优点．睾I／．-~,vBoost也。4d，DlI咫^—图1光伏电池MPPT原理图图3扰动观察法基本流程图目前，常见的MPPT算法有扰动观察法、电导0增量法等，为提高算法精确度和实时性，引入不定步

4、长的计算方法，这些对于一般单峰值的光伏阵列模型都是可以正常工作的】．但不可忽略的是，图2基于占空比D的MPPT调节由于客观因素，当电池阵列中存在局部阴影导致出光伏发电系统一般由光伏阵列模块、逆变器和①收稿日期：2013—11-21作者简介：骆力(1960～)，女，广东龙川人，安徽工业大学~-I-~机学院高级实验师第1期骆力：光伏电池的MPPT技术研究109现多峰值点现象时，上述的MPPT算法则无法满足电池电压电流的变步长要求．为此，论文通过分析基本MPPT算法原理，对比各自的优缺点，在保证有效工作的基础上，提出一种改进的PSC—MPPT算法，并验证了其可

5、行性．二#二寻¨蛙lb=圭r}i一一；{’1111一l：ijj-c)4扰动步长0．008采样时间为le-3s图5光伏电池I—、P—U曲线图4不同采样时间、步长对输出性能的影响1基本原理2扰动观察MPPT算法以光伏电池工程模型为例，图l所示即为光伏电池的最大功率跟踪原理图，其控制方法即为调整2．1技术原理负载阻抗值R与电池输出阻抗R的匹配特性，扰动观察法属于自适应闭环控制方法，根据吼为Boost逆变器输出等效负载，，为光伏电上述关于占空比调节的方法，按照一定的时间周池的输出、电流。必须指出，光伏电池的输出阻抗期，在输出占空比上形成一个方向的小扰动AD，R值

6、在外界环境的作用下将不断改变，如果采取有效的方法及时人为调整负载阻抗值尺，使其依观察在该扰动作用下原有电压、电流等数据的变化据电池的输出而跟随变化，即可满足光伏系统的效果，对比扰动前后的输出功率，判断其增大和减MPPT控制_8】．假定逆变器输入和输出能量守恒，根小的方向，若在扰动后输出功率降低，说明改变朝据等效阻抗原理，可以求得光伏电池等效负载：功率减小方向运行，应立即调整方向，若输出变大，R10ad=(1一D)RL(1)说明方向有效，在此基础上继续添加扰动值，通过当=。时，光伏电池输出最大功率：这样不断地扰动判断和搜索，直至寻求满足最大功PMPP=U~

7、v／4Rpv(2)率点判定要求．在MPPT的最大功率点处，系统会因此，Boost逆变器在MPPT调节中的应用可因为振荡形成能量损耗，这时可以通过减小扰动步以理解为调整占空比D来实现：长进行改善，但为了保证跟踪速度的实时性需要通RP=(1一D)LR(3)过变步长扰动观察法来实现．图2所示为光伏电池基于占空比D的调节曲图3为扰动观察法基本流程图，在实际应用线，将MPPT算法的输出量记为光伏电池的参考电中，为防止由于外界环境变化时，扰动步长引起的压电流，以求通过占空比的变化实时自适应地调整功率变化不能跟踪真实变化引起的功率变化值，可110佳木斯大学学报(自然科

8、学版)2014年适当增加扰动步长，对于算法中的扰动周期，通常功率点处工作电压和输