光伏占空比扰动控制MPPT及其仿真研究.pdf

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1、第31卷第10期可再生能Vo1．31No．102013年10月RenewableEnergyResources0ct．2013光伏占空比扰动控制MPPT及其仿真研究方波，罗书克，康龙云≈。(1．许昌学院电气信息工程学院，河南许昌461000；2．华南理工大学电力学院，广东F-~,J,I510640：3．广东省绿色能源技术重点实验室，广东广州510640)摘要：根据光伏电池的物理数学模型和Boost变换器稳态工作原理对光伏占空比扰动控制机理进行了理论推导和分析。采用PSIM仿真平台对基于占空比扰动控制爬山法的光

2、伏发电系统进行了仿真，仿真实验结果验证了理论分析。文章指出了光伏启动时占空比的合理初始值对于提高启动速度和系统光电转换效率的重要性，为改进MPPT控制策略提供了思路，对光伏系统的工程设计具有指导意义关键词：最大功率点跟踪；占空比扰动；扰动观察法；PSIM仿真中图分类号：TM615文献标志码：A文章编号：1671—5292(2013)10—0005-05PVMPPTbasedondutycycleperturbationcontrolanditssimulationFANGBo，LUOShu-ke，KANGLo

3、ng-yun(1．SchoolofElectricalInformationEngineering，XuehangUniversity，Xuchang461000，China；2．SchoolofElectricPower，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China；3．GuangdongKeyLaboratoryofCleanEnergyTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Accordingto

4、mathematicalphysicsmodelofPVcellandtheprincipleofboostconverter，thePVcontrolmechanismbasedonduty—cycle—perturbationisanalyzed，andaPVpowersystembasedonduty—cycle—perturbationhillclimbingmethodissimulatedwithPSIM．Thesimulationresultsshowvalidityofthetheoretic

5、alanalysis．Onthisbasis，theimportanceofasuitableinitialdutycyclevaluetoincreasingofstart-upspeedandphotoelectricconversioneficiencyispointedout．TheproposedmethodprovidesUSwithanideaforimprovementofMPVFcontrolstrategy，whichisofpracticalsignificanceforengineer

6、ingdesignofPVsystem．Keywords：maximumpowerpointtracking(MPVF)；dutycycleperturbati0n(DCP)；perturbationandobservationalgorithm(P&O)；PSIMsimulation0引言伏系统中基于占空比扰动控制的爬山法控制机理在光伏发电系统中，普遍采用最大功率点跟进行了理论推导和分析：采用PSIM仿真平台验踪(MPPT)控制来提高系统的光电转换效率。近年证了理论分析的正确性，从而给出了占空比扰动来，越来

7、越多的控制策略是以占空比扰动(DCP)控控制的理论依据。文章采用PSIM仿真平台对基制作为基础来实现的『1H4]。文献『51最早提出基于占于占空比扰动控制爬山法的光伏发电系统进行了空比扰动的MPPT控制思想，但是这种控制思想实际仿真运行，仿真试验结果与理论分析完全吻的内在机理尚未给出明确的分析，需要进行深人合。根据对占空比扰动爬山法的控制机理分析，进研究。本文以Boost电路拓扑为例，根据光伏电池一步指出系统启动时占空比的合理初始值对于提的物理数学模型和Boost变换器工作原理．对光高启动速度和系统光电转换效

8、率是极其重要的，收稿日期：2013—05—31基金项目：河南省科技攻关重点项目(112102310536)。作者简介：方波(1973一)，男，河南新县人，硕士，副教授，主要从事电力电子与新能源发电技术的研究工作。E—mail：fangboxc@126．con·5·可再生能源为MPPT控制策略的改进提供了思路。+CT(一CDT3e-(e一1)一1光伏发电系统电路结构本文采用的光伏发电系统如图1所示。光