光伏系统MPPT的改进模糊控制.pdf

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1、第26卷第9期电力系统及其自动化学报Vo1．26NO．92014年9月ProceedingsoftheCSU—EPSASep．2014光伏系统MPPT的改进模糊控制徐晓淳，刘春生，李锋(南京航空航天大学自动化学院，南京210016)摘要：为减少光伏系统因外部条件变化而造成的功率损失，减小最大功率点(MPP)处的振荡，并且便于计算机软件实现，采用基于改进模糊控制的最大功率点跟踪(Mp)技术。在光伏电池工程用数学模型的基础上，分析太阳能发电中的最大功率点原理；在跟踪过程各阶段引入不同的权重，设计了模糊控制规则，并且增加了PI控制环节以改善模糊控制。Matlab／Simulink仿真结果表明，改进的

2、模糊控制光伏系统具有良好的动态性能和稳态性能，在最大功率点处输出功率稳定，提高了能量转化效率。关键词：光伏；改进模糊控制；最大功率点跟踪；数学模型；系统仿真中图分类号：TP273．4文献标志码：A文章编号：1003—8930(2014)09—0081—04ImprovedFuzzyControlonMPPTMethodofSolarSystemxuXiao-chun，LIUChun-sheng，LIFeng(CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，Chi

3、na)Abstract：M~imumpowerpointtracking(MPPT)basedonimprovedfuzzycontrol，whichisconvenienttorealizebycomputersoftware，isimplementedinordertoreducethepowerlosscausedbychangeableenvironmentandtheoscillationnearthemaximumpowerpoint(MPP)．TheprincipleoftheMPPisanalyzedwithanengineeringmathematicmode1．Therul

4、eoffuzzycontrolwithdifferentweightsintheprocessoftrackingisproposedandthePIcontrollerisin-troducedtoimprovethefuzzycontro1．Thesystemsimulationresultshowsthatthesolarsystembasedontheimpruvedfuzzycontrolcanachievedynamicandsteady—stateperformancewellandproduceamorestablepowerthatimprovedtheefficiencyo

5、fenergyconversion．Keywords：photovoltaic；improvedfuzzycontrol；maximumpowerpointtracking；mathematicmodel；systemsimulation随着世界能源危机和环境污染问题的日益严占空比的基础上，改进模糊控制规则，并且增加了重，太阳能光伏发电系统正成为世界关注的热点。PI控制环节，减小其控制系统在最大功率点处的我国太阳能辐射既有地域优势又有强度优势，光振荡。伏电池发电有着不可比拟的发展前景【1]。光伏系统1光伏系统的MPPT原理是非线性的复杂系统，利用智能模糊控制器，针对那些无法获得被控对象清晰的数

6、学模型系统，可为了使光伏电池在不同温度以及光照强度条以得到较为有效的自动控制方法[2-6]。件下输出尽可能多的功率，在太阳电池与负载之本文针对独立型光伏系统，通过对硅太阳能间接入一个阻抗变换器，使得负载的输入阻抗与电池的理论数学模型的分析处理，建立一种适用太阳能电池的输出阻抗总是处于最佳的匹配状于任意光强和温度的太阳能电池工程简化模型，态。本文在光伏系统中使用升压变换器(Boost电以更好地实现太阳能光伏发电系统的仿真研究和路)连接光伏电池与负载。该电路输入电流纹波较优化设计。针对光伏电池发电的输出功率低、负载小，转换效率较高，其阻抗转换关系[51为不匹配问题，采用最大功率点跟踪MP(maxi

7、—==mumpowerpointtracking)技术。在模糊控制自寻优收稿日期：2012—08—30；修回日期：2012—11-13·82·电力系统及其自动化学报第26卷Vo由式(2)～式(7)得到新日照强度和电池温度一．(1一D)=RL(1一)(1)。的，_特性曲线为式中：尺i为Boost电路的等效输入阻抗；D为占空，={1一Cl[exp((+dV)／(C2V))一1】}+d，(8)比；R为负