太阳能最大功率点跟踪双重寻优算法研究.pdf

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1、太阳能最大功率点跟踪双重寻优算法研究高嵩。等太阳能最大功率点跟踪双重寻优算法研究ResearchontheDualOptimizationAlgorithmforMaximumPowerPointofSolarEnergy高毒寄了俪寄障超渡(西安工业大学电子信息工程学院，陕西西安710021)摘要：针对传统太阳能最大功率点跟踪算法效率较低的缺点，在原有经典定电压跟踪方法的基础上，提出了基于扰动观察法和梯度法的双重寻优最大功率点跟踪算法。采用Matlab／Simulink工具对单相光伏逆变并网系统进行仿真。仿真试验结果表明．该算法能更稳定、更高效地对太阳能最

2、大功率点进行跟踪，并能保持系统稳定和跟踪精度，具有很好的动态性能。关键词：太阳能发电光伏发电最大功率跟踪双重寻优算法Simulink仿真实时监测中图分类号：TM914+．4文献标志码：AAbstract：Aimingattheshortcomingsoftraditionaltrackingmethodofthemaximumpowerpointofsolarenergy，andonthebasisofclassicratedvoltagetrackingmethod，thedualoptimizationtrackingalgorithmbasedond

3、isturbanceobservationmethodandgradientmethodisproposed．Thesingle—phasephotovoltaicinverter鲥dsystemisemulatedbyadoptingMatlab／Simulinksimulationtools．Theexperimentalsimulationresultsshowthatthealgorithmisabletotrackthemaximumpowerpointofsolarenergymoreeffectivelyandmorestably，anden

4、surethestabilityofsystemandthetrackingaccuracy，andpossessesexcellentdynamicperformance．Keywords：SolargenerationPhotovohaicpowergenerationMaximumpowerpointtrackingDualoptimizationalgorithmSimulationofSimulinkReal—timemonitoring0引言近年来．能源价格持续上涨．促使光伏发电技术迅速发展．光伏发电正逐步由辅助能源向基础能源过渡【l≈]。光伏

5、阵列作为将太阳能转换成电能的主要转换器件，其转换效率取决于诸多因素，如温度、光照强度等。在一定条件下，根据负载匹配原理，适当调整匹配参数，使光伏阵列输出功率达到最大化，这就是光伏阵列的最大功率点问题[3]。光伏发电系统要求光伏阵列能够始终工作在当前环境下的最大功率点，实现最高效的输出功率。由于光伏阵列在不同表面温度和光照强度下的输出特性不同，并且输出功率随着工作电压的改变而波动。因此，需要对光伏阵列进行最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking，MPPT)。通过实时监测光伏阵列的最高电压电流值，使光伏阵列在任何当前光照下不间断地陕西

6、省国际科技合作重点基金资助项目(编号：2012KW．12)；陕西省自然科学基础研究计划及省市联合资助基础研究计划基金资助项目(编号：201IJYOl7)。修改稿收到日期：2012—08—28。第一作者高嵩(1966一)，男，2011年毕业于西北工业大学控制科学与工程专业，获博士学位，教授；主要从事智能控制、光伏逆变并网技术等方向的研究工作。进行最大功率输出⋯。1光伏阵列工作原理光伏阵列是利用光伏效应将太阳能转化为电能．其原理与二极管相似：当太阳光照射到光伏阵列时，半导体内部的价电子脱离共价键的束缚，形成电子一空穴对，于是在PN结两端形成电动势，当外接负载时

7、，就有电能输出。光伏阵列等效电路图如图1所示。卜“

8、’}，■。k弧-}、％vr图1光伏阵列等效电路图Fig．1EquivalentcircuitofPVarray光伏阵列等效电路由理想电流源，Dh、并联二极管D、并联电阻R曲和串联电阻R。组成。其中L的大小受光伏阵列所处的外部环境如光照强度、温度等的影响。根据光伏阵列等效电路图，可以得出光伏阵列的，．u特性方程式为：，。，=Iph—Id--I,。(1)J。h=[，。。+K。(T-298)]A／1000(2)Id=Io{exp[q(U。，州，，R。)／AKTo卜1}(3)52PROCESSAUTOMATION

9、INSTRUMENTATIONV01．34No．5May2013太