基于短路电流和扰动观察的光伏最大功率跟踪.pdf

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1、2014牟第1期文章编号：1009—2552(2014)Ol一0075—03中图分类号：TM51文献标识码：A基于短路电流和扰动观察的光伏最大功率跟踪汤萍，赵敏(上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093)摘要：在光伏最大功率跟踪(maximumpowerpointtracking，MPPT)系统中，针对传统的扰动观察法(perturbationandobservation，P&O)难以同时满足跟踪速度和精度要求的问题，在原有的短路电流法的基础上，引入一种改进的扰动观察法，该算法不仅能够消除最大功率点附近的震荡，而且还能有效地提高响应速度。利用MAT

2、LAB／Simulink平台进行仿真，实验结果表明了算法的有效性。关键词：光伏系统；最大功率跟踪；短路电流；扰动观察法ImprovedmaximumpowerpointtrackingalgorithmforphotovoltaicgenerationbasedoncombinationofshortcircuitcurrentwithperturbationandobservationTANGPing．ZHAOMin(SchoolofOptical-ElectricalandComputerEngineering，UniversityofShanghaifor

3、ScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Inthephotovoltaicmaximumpowerpointtracking(MPPT)system，theconventionalperturbationandobservation(P&O)methodisdifficulttomeettherequirementsoftrackingspeedaswellasaccuracy．Onthebasisofexistingshortcircuitcurrentmethod，animprovedpertur

4、bationandobservation(P&O)methodwasin~oducedinthispaper．ThenewalgorithmcannotonlyeliminatetheoscillationaroundtheMPP，butalsoraisethespeedofdynamicresponse．TheresultsonMATLAB／Simulinkplatformshowitseffectiveness．Keywords：photovohaicsystem；MPPT；shortcircuitcurent；perturbationandobservat

5、ion0引言电流为判断条件，将跟踪范围缩小到最大功率点附近，再采用二分之一变步长法，消除最大功率点附近随着世界经济的飞速发展，能源问题的日益凸显，能源的紧缺以及能源成本的增长使得众多寻求的震荡，避免了功率损失。发展的国家把目光放向太阳能新能源。由于目前光1光伏电池等效模型伏阵列的价格比较高，光伏阵列的光电转换效率较研究最大功率跟踪问题，首先要了解光伏电池。低。为了充分提高能源利用率，需要对光伏电池进光伏电池是利用半导体材料的光伏效应制成的，用行最大功率点跟踪¨。来实现光能向电能的转化，基本特性与二极管类似。常用的MPPT控制方法主要有固定电压跟踪根据电子学理论，

6、当负载端为纯电阻时，光伏电池的法、短路电流法、扰动观察法以及电导增量法等J，等效电路模型如图1所示。其中扰动观察法由于其简单易实现的特性得到了广泛应用。但传统的定步长扰动观察法最大功率点的收稿日期：2013—05—29作者简介：汤萍(1989一)，女，硕士研究生，研究方向为电力电子跟踪速度与稳态精度难以同时满足，本文在短路电技术。流法的基础上引入一种改进的扰动观察法，以短路一75—I、／／

7、)。z瓣／79／l／一／涮：j／，-／～乡／，．一OD一l。I／／一图1光伏电池的等效电置旨模型

8、：-一¨相对应的，一关系如下：l=lo一Id—l图光伏电池的P—V特性图唧[

9、卜it的特性曲线发生明显变化，而光伏电池最大功率点，：丁V+[Rs的输出电流，与电池短路电流存在近似关系：，=sh一P(＼1)／．。因此，可以通过检测光伏电池的短路电流式中，为光生电流，ld为流过二极管的电流，为估算出最大功率点的输出电流。但是，短路电流法光伏电池的漏电流，，为光伏电池的输出电流，，0为由于环境以及电池性质的问题，存在一定的误差，所二极管反向饱和电流；g是电子电荷，为1．6×10’跟踪到最大功率的精确性难以保证。C；A是二极管的理想因子；K是玻耳兹曼常数，为扰动观察法是一种常见的方法，其主要1．38×10。。。J／K；T是绝对温度；尺s为串联电阻

10、，工作原理是比较前后两次