光伏发电阵列输出的变论域模糊滞环MPPT控制研究.pdf

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1、第30卷第1期电力科学与工程V01．30．No．1562014年1月ElectricPowerScienceandEngineeringJan．．2014光伏发电阵列输出的变论域模糊滞环MPPT控制研究朱镜儒，粟时平，刘桂英，郭振华，梁利民(长沙理工大学电气与信息工程学院，湖南长沙410002)摘要：通过研究光伏发电系统的最大功率点跟踪算法，分析光伏电池的输出特性。根据分析结果，提出一种基于变论域模糊滞环理论的最大功率点跟踪控制方法。该方法能快速感知外部环境变化，有效消除采用单一模糊控制带来的在最大功率点附近振荡的问题，减少了能量流失。

2、实验结果证明，该方法能使光伏系统稳定在最大功率点处工作，消除了振荡，提高了转换效率。关键词：变论域；模糊滞环控制；光伏发电；最大功率点跟踪中图分类号：TM61文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1672—0792．2014．01．0l1为解决控制精度与跟踪速度问的矛盾，既实0引言现快速响应跟踪，又能使系统稳定在最大功率点，消除振荡，综合上述方法优缺点，提出变论域模光伏阵列的非线性输出特性和光照、温度等糊滞环控制：根据光伏阵列输出功率偏差及偏差外部环境的无规律变化，导致光伏阵列最大功率变化量自动改变变量论域，实时改变滞环步

3、长，输出点处于不稳定状态，进而降低光伏发电转换使系统不仅快速响应，抗干扰能力强，而且消除效率。基于传统单一扰动控制方法提出的变步长系统振荡和误差，解决了控制精度与跟踪速度间扰动观察法解决了传统扰动观察法的步长问题，矛盾，进一步提高了系统动稳态性能和转换效率。提高了跟踪速度和精度，但振荡问题仍存在，且抗干扰能力弱，容易出现误判。滞环比较控制是1变论域模糊滞环控制策略的基本原理双向扰动控制，解决了在最大功率点振荡问题，但其定环宽影响系统跟踪精度和速度，应变能力1．1模糊控制原理差；该方法同样抗干扰能力弱。模糊控制根据系统测量数据，参考专家经

4、验，不少学者提出将模糊控制应用于光伏发电这即模糊规则表，在没有精确数学模型条件下，依种具体数学模型和日照、温度等外部环境不明确据数据权重对系统进行精确实时控制。非线性光的复杂系统。模糊PID控制算法同时引入了模糊伏阵列系统的精确数学模型无法得到，因此，将控制和PID控制，在大范围用模糊控制，小范围模糊控制应用于光伏阵列具有响应快、抗干扰能精度高用PID控制；其优点是能快速响应、快速力强的优点。跟踪、消除振荡，但缺点是两种控制方法间切换系统测量数据为具体数值，无法直接用于模的设计应用复杂、容易造成系统不稳定、鲁棒性糊控制，需经过一定方式转

5、变成对应模糊规则的差。而变论域模糊控制在不引入多个模糊规则形大、中、小模糊量，即模糊化；将模糊化后的数式下，通过伸缩变量论域，可实现以不同模糊控据经过模糊规则推理，得出模糊控制量；最后，制精度跟踪最大功率点。该方法响应快、设计简为能用于控制系统中，需将模糊控制量经一定方单、抗干扰能力强；但其属于有差控制，存在振法转变成具体数值，即去模糊化。荡，易导致系统波动。收稿日期：2013—09—17。作者简介：朱镜儒(1990一)，男，硕士研究生，主要研究方向为电力系统运行与控制，E—mail：149829644@qq．COnl。第1期朱镜儒，等

6、光伏发电阵列输出的变论域模糊滞环MPPrr控制研究571．2变论域原理表1模糊规则表常规模糊控制对光伏阵列最大功率点两侧不Efn1同变化趋势很难作出灵活的调整。因而，提出变E(n)论域思想，基本原理是在控制规则不变形式的情况下，模糊论域随输入偏差变化而变化。偏差增大，论域随之变大；偏差变小，论域随之缩小。当工作点在最大功率点左边变化较平稳区域，适当扩大模糊论域，达到快速跟踪目的；当工作点在最大功率点右边变化较急区域，适当缩小模糊论域，达到精确定位要求。通过适当变化论域，PSS／s／VSS／s／Ss／S／VSZ／s／SS／s／MM／S／B

7、B／S／VB提高了控制精度，减小了稳态误差和波动。1．3滞环比较原理滞环比较法是基于扰动观察法提出的，其原理是在已知当前工作点A，并按照凡一1时刻从控制角度而言，变论域模糊控制具有良好给出的方向和步长将要测得B点基础上反向两个自适应和快速响应等优点，但不能稳定在最大功步长增加第3个点C。记4，B，C点的功率为率点处，在其附近振荡，造成一部分能量损失；P，P，P。。基于滞环的电压扰动规则为：P≥而滞环比较控制可以较大程度地消除振荡。针对P，P≥P。，电压保持原方向变动；P>P，P光伏电池的P。一。特性，其滞环控制环节如图1≥P，电压保持不

8、变；P>P，P^≥P，电压反方向变动。所示。1．4变论域模糊滞环控制定义()，当V∈X，有X()=()X=[一OL()E，()E]，称X()为上的变论域，为论域的伸缩因子。由定义可看出，论域可在模糊规则不变