太阳能池板最大功率跟踪技术的研究-论文.pdf

《太阳能池板最大功率跟踪技术的研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、Vol_1ONO．3第10卷第3期沈阳工程学院学报(自然科学版)JournalofShenyangInstituteofEngineering(NaturalScience)Ju1．20142014年7月太阳能池板最大功率跟踪技术的研究邱冠华，王洪跃，吴阳，郭瑞(沈阳工程学院新能源学院，辽宁沈阳l10136)摘要：针对光伏发电技术中太阳能池板的最大功率工作点展开研究，阐述了太阳能池板的发电原理及数学模型的建立。针对太阳能池扳输出特性及最大功率跟踪的方法，对比分析了传统的恒定电压法、扰动观察法和电导增量法，总结优

2、缺点后提出了改进型变步长电导增量法。在距离最大功率点较远的时候，采用较大的步长，缩减追踪时间，在最大功率点附近时，减小步长，增大追踪精度。利用Maflab仿真软件对传统和所提出的变步长电导增量法进行了仿真，仿真结果对比证明变步长增量法收敛速度快，效果良好。最后通过光伏发电并网试验系统进行了4．4kW太阳能池板最大功率跟踪技术实验，跟踪实验误差为3％，符合微电网技术要求。关键词：光伏发电；最大功率点跟踪；电导增量法；微电网中图分类号：TM914．4文献标识码：A文章编号：1673—1603(2014)03—019

3、3—04线性的特点，利用Matlab仿真软件，通过编程和相应1光伏电池输出特性及建模模块组合得到了不同温度，光照等情况下的U—I特性曲线和P．U特性曲线如图2、3、4所示，针对不同的曲太阳能池板的特性即利用半导体PN结的光电效线得到以下结论：应，通过光照产生电压差，从而将射线的热能转化为电1)太阳能池板输出电流与光照成正比。能，这也是太阳能池板的工作原理。当外加光源提供2)太阳能池板输出电压与温度成反比。稳定照射量时，池板产生电流，D稳定，等效为稳定电流源。虚拟接人电阻R做为负载，由于电流的存在将3)初始发电及

4、低电压情况可等效电流源。产生电压降，也因此将在PN结上产生电流。为了4)最大电压状态可以等效电压源。模拟太阳能池板特性，添加电阻。和R来描述材料5)太阳能池板存在最大功率发电点。特性电阻，等效电路图如图1所示。针对太阳能电池板的发电特性，综合对比传统的最大功率点跟踪策略后，提出了改进型变步长寻优方法，并通过仿真和试验证明了方法的实用性和有效性。)．_2光伏MPPT控制太阳能池板的输出功率，即输出电压和电流随着光照强度和环境温度非线性关系变化。为了使太阳能图1光伏电池数学模型池板得到最大发电功率，需要合适的外加负

5、载，即合适由于太阳能电池板的发电环境受温度和光照影响的二次侧电流。由于太能能池板使用变流器实现发电较大，具有不确定性，因此电池板的特性曲线体现出非并网，因此通过控制变流器的开关器件，从而得到合适收稿日期：2014～01--08基金项目：辽宁省大学生创新实验项目(201311632016)作者简介：邱冠华(1992一)，男，辽宁鞍山人。通讯作者：郭瑞(1977一)，女，山西祁县人，副教授，硕士。沈阳工程学院学报(自然科学版)第l0卷的电流或者电压来模拟负载特性，同时使太阳能池板利用太阳能池板最大功率点的工作电压和

6、开路最大电在最大功率点发电，这种方法称为最大功率点跟踪压，多次实验得到固定比例，实际应用即设定这个电压(MPPT)。不变即为恒定电压法。此种方法简单，工作稳定，但精传统的最大功率点跟踪方法有恒定电压法度较差，发电效率受影响较大。(CVT)、扰动观察法(P&O)、电导增量法(INC)。2)扰动观察法。通过恒定电压法使太阳能池板1)恒定电压法。在外界温度变化较小的条件下，进入最大工作点附近工作，然后通过控制变流器和直图2光伏池板单板I—U曲线和P-U曲线流升压装置改变负载电压。每次扰动电压增量，观测池率点发电。此方

7、法通过控制器编程实现，在外界环境稳板输出功率，通过不断地正负方向扰动最终实现最大功定的条件下效果较好。但初始参数和扰动增量需精确第3期邱冠华，等：太阳能池板最大功率跟踪技术的研究’195·控制，池板最大功率点判断过程容易产生反复寻优震长寻优速度快，但波动较大，小步长情况下速度慢，但荡，功率损耗较大，或者出现错误的工作点寻优结果。波动较小。这里所提出的变步长寻优速度快，波动小，3)电导增量法。电导增量法是根据dP／dV方向仿真结果验证了所提出方法的正确性。来进行MPPT控制，但当太阳能池板工作在最大功率点时，与扰

8、动法控制有所区别。在P处P—V曲线斜，25率为0。即对P=VI两端对求导可得20dP15=0(1)砉10长)dlI一=一(2)dV5当求导为0则寻优结束，即当输出电导的变化值0与输出电导变化量的负值相等时，太阳能池板工作在—500．10．20．30．40．50．60．70．80．91．0最大功率点。f，s具体寻优编程思路：设定2个观测变量为电压值图5不同MPPT方法下光伏组件输出功率和