基于变步长滞环比较法的mppt 算法研究

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1、基于变步长滞环比较法的MPPT算法研究徐高晶1，陈婷2，徐韬1（1，国网电力科学研究院南京南瑞智源电气技术有限公司，南京210009；2，南京工业大学信息学院，南京210009）摘要：针对以往光伏发电系统太阳能最大功率点跟踪（MaximunPowerPointTracking,MPPT）算法的跟踪速度及精确度不理想的特点，提出了一种新颖的变步长滞环比较法，对传统扰动观测法存在的速度和精度的矛盾进行优化。在Matlab/Similink下进行系统的建模与仿真，并进行实验分析。结果表明，该方法能够显著提高MPPT跟踪的速度和精度。关键字：最大功率点跟踪速度精度变步长中图分

2、类号：TK519文献标识码：ATheresearchofMPPTalgorithmbasedonthemethodofvariablestephysteresiscomparativeXUGao-jing1,CHENTing2,XUTao1(1,SmartPowerTechonologyCO.,LtdNARIGroupCompanySGEPRI,NanJing210009;2,CollegeOfElectronicsandInformationEngineering,NanJingUniversityofTechnology,NanJing210009,)Abstra

3、ct:Forthecharacteristicsofunsatifactoryofsolarphotovoltaicpowergenerationsystemforthepast,themaximumpowerpointtracking(MaximunPowerPointTracking,MPPT)algorithmtotrackthespeedandaccuracy.Itproposedanovelvariablestephysteresismethodtooptimizethecontradictionsofthespeedandprecisionoftheexi

4、stencetraditionalmethods.Makemodelingandsimulation,andexperimentalanalysisinMatlab/Similinksystem.TheresultsshowthatthemethodcansignificantlyimprovethespeedandprecisionofMPPTtracking.Keyword:MPPTspeedaccuracyvariablestep1引言随着社会的发展，能源和环境成为人们面对的紧要问题。太阳能作为一种广泛分布的清洁可再生能源有很好的应用前景[1]，其中太阳能光伏发

5、电技术得到了大量研究和应用，在光伏发电系统中，光伏电池的利用率除了与光伏电池的内部特性有关外，还受使用环境如辐照度、负载和温度等因素的影响。在不同的外部环境下，光伏电池可运行在不同且唯一的最大功率点（MaximunPowerPoint,MPP）上。因此对光伏发电系统来说，应当寻求光伏电池的最优工作状态，以最大限度的将光能转化为电能[2]。目前常用的实现MPPT的方法有导纳增量法、扰动观测法等。导纳增量法是利用光伏电池在MPP处输出功率对电压的导纳为零来跟踪MPP，该方法控制效果好，控制稳定度较高，但是控制算法复杂，对采样的精确度要求很高[3]。扰动观测法是根据光伏电池

6、的输出功率的变化趋势来扰动光伏电池的输出电压，使光伏电池最终工作于最大功率点。但振荡和误判问题的存在，使系统不能准确地跟踪到最大功率点，造成了能量损失[2]。综上所述，以传统扰动观测法为基础提出的变步长滞环比较法不但在克服最大功率点跟踪过程中的振荡和误判方面均有较好的性能，且能兼顾到速度和精度的要求，更加准确地跟踪光伏电池的最大功率点，从而提高光伏系统的发电效率。2光伏电池特性分析2.1光伏电池的等效电路光伏电池实际上就是一个大面积平面二极管，可以用图1的单二极管等效电路来描述。图中RL是光伏电池的外接负载，负载电压（亦即光伏电池的输出电压）为UL，负载电流为IL。由

7、图1，可得负载电流IL为(1)图1光伏电池的等效电路式中：ISC为光子在光伏电池中激发的电流；IDO为光伏电池在无光照时的饱和电流；q为电子的电荷，1.6×10-19C；RS为串联电阻(由电池的体电阻、表面电阻、电极导体电阻、电极与硅表面间电阻所组成)；A为一个常数因子（正偏电压大时A值为1）；K为玻尔兹曼常数，1.38×10-23J/K;Rsh为并联电阻（有硅片的边缘不清洁或体内的缺陷引起的）。2.2光伏电池数学模型及输出特性一般光伏电池，串联电阻Rs很小，并联电阻Rsh很大，在进行理想电路计算时可忽略不计，理想光伏电池的特性为：,即(2)设在参考