基于扰动观测法的MPPT控制策略仿真研究.pdf

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1、Science&TechnologyVision科技视界科技·探索·争呜基于扰动观测法的MPPT控制策略仿真研究李生福黄业广肖忠云(贵州大学电气工程学院，贵州贵阳550025)I摘要】以BoOst电路为基础，采用扰动观测法，最终改变太阳能光伏电池板的输出电压，以此实现太阳能光伏电池板的MPIyr功能。通过在MATLAB／Simulink搭建仿真模型．验证了此控制策略的正确性和可行性。【关键词】Boost：扰动观测法；太阳能光伏电池板；MPPT【Abstract]Inthispaper，aperturbation＆obs

2、ervationmetl、odcombinedwithboostcircuitisappliedtochangetheoutputvoltageofsolarpanels，thusachievestheMPPTcontrolforthePV．AMATLAB／Simulinkmodelisbuiltandtheeffectivenessandfeasibilityofthisstrategyareverified．【Keywords]Boost；Perturbation＆ObservationMethod；Solarph

3、otovohaicpanels；MPP，r0引言处在那个位置我们都可以通过一定量的扰动幅值来使光伏电池输出功率逐步接近P唧．所以我们也称为扰动观察法为逐步逼近法。如图2近年来．国家大力发展可再生能源．太阳能的发展得到了足够的中．若光伏电池的工作点在的左侧时，我们通过逐步增加输出电重视。太阳能光伏电池的输出特性受负载大小、环境温度、辐射强度、压(一一一)驱使光伏电池的输出功率无限接近Pn，若光伏季节性更替等因素的影响，导致其输出功率不稳定．转换效率较低。本电池的工作点在Pl咄的右侧，就通过逐步减小输出电压(以一一u一)文

4、通过建立光伏电池的数学模型．以Boost电路为基础．采用扰动观测驱使光伏电池输出功率接近P。由此。就使用△P／△u代替d删，在法．使光伏电池迅速地工作于最大功率点(MPP1附近，有效地提高了光最大功率点处满足：AP／AU=O。伏电池的利用率P1光伏MPPT原理1．1光伏MPPT简介光伏电池的输出功率存在一个最大值．它所对应的工作电压就是最大功率点电压。但是太阳能电池的输出特性(I—U)、(P—u)受外界环境影响很大．温度和光照辐射度的变化都可以导致特性发生很大的变化．如果不及时调整太阳能电池的输出电压．太阳能电池将不能

5、工作在最大功率输出状态：另外光伏电池的转换效率也较低．目前成本较UUUU。U高．初期投入大．因此有必要采取具有MPPT(最大功率点跟踪)功能的控制来提高光伏系统的效率图2扰动观测法动态跟踪图1．2最大功率跟踪实现原理2仿真结果分析如图l所示．在光伏发电系统的实际电路中．由于DC／DC变换器连接光伏电池阵列与负载．通过改变DC／DC变换器开关的PWM占空本仿真模型，在标准状况S=1000W／m2,T=25~C的条件下，接人负比使负载与光伏阵列相匹配．即可达到调节光伏阵列工作点的目的．载R=II't电阻．稳压源U=36Y与

6、Boost电路．Boost电路输入端电容取使光伏电池工作在最大功率点fMPP)处。本文中DC／DC变换环节采用C=0．01F，电感取L=0．005H。在0-2．5秒时不加入MPPT控制，使用固Boost电路来实现。Boost电路为一种升压变换器．它可以使直流侧的定占空比D=70％，将电压控制在10．8V左右，2．5—5秒时投入MPPT。电压配置更加灵活．此外Boost电路本身具有较高的效率．其中的二极输出电流、电压与功率如图3所示：管．可以用做自然的防反二极管，防止电网侧的能量供给光伏方阵．这样在光伏伏方阵这一侧就可以

7、省去一个防反二极管．提高了系统的整体效率太阳能光伏电池阵列时间／s图3S=1000时加入MPPT后的电压曲线由图3可以看出．投AMPPT前输出电压约为1O．8V，投入后约为21V，输出电压明显增大，基本达到了最大功率点电压。(下转第246页)图1最大功率跟踪实现原理警＼l_3扰动观测法攒}督扰动观察法控制的基本思想是先对光伏电池输出电压或电流给一定步长的扰动．然后通过检测传感器对光伏电池输出电压和电流进行检测．再根据检测出的电压和电流的变化情况综合判断该时刻扰动电压或电流对光伏电池输出功率的变化情况，最终扰动的结果是促

8、使时间／S光伏电池工作点在最大功率输出点上无论当前光伏电池输出功率是图4S=1000时投入MPPT后的P—t曲线作者简介：李生福(1986一)，男，硕士研究生，主要研究方向为电力系统运行与控制。黄业广(1986一)，男，硕士研究生，主要研究方向为分布式光伏发电并网控制及其对电网运行影响。肖忠云(1991一)，男，硕士研究生，主要研