基于变步长极值搜索法的三电平光伏MPPT控制.pdf

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1、第48卷第9期电力电子技术Vo1．48．No．92014年9月PowerElectronicsSeptember2014基于变步长极值搜索法的三电平光伏MPPT控制惠晶．张锋(江南大学，轻工过程先进控制教育部重点实验室，江苏无锡214122)摘要：为提高光电转换效率，最大功率点跟踪(MPPT)被广泛应用于光伏系统。在常用的MPPT控制算法中，极值搜索(ESC)法因其不依赖对象的数学模型而受到关注。研究了一种以Boost三电平变换器为核心，基于变步长ESC法的光伏MPPT控制算法。该算法不但具有传统ESC的优点，还能

2、自动调节步长，快速跟踪最大功率点(MPP)，降低开关频率和功耗。通过仿真与样机实验结果证明新算法在外部环境突变的情况下，能快速准确地跟踪光伏阵列的MPP，具有良好的动态和稳态性能。关键词：变换器：最大功率点跟踪：极值搜索法中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)09-0001-03StudyofMPPTf0rThree-levelPVGenerationBasedonVariableStep-sizeExtremeSeekingControlHUIJing．ZHANGFeng(Ke

3、yLaboratoryofAdvancedProcessControlforLightIndustry，MinistryofEducation，JiangnanUnivers，Wuxi214122，China)Abstract：Inordertoimprovethephotovohaic(PV)conversioneficiency，maximumpowerpointtracking(MPPT)iswidelyusedinPVsystems．AmongallMPPTschemes，extremumseekingco

4、ntrol(ESC)isattractivebecauseitdoesnotrelyonthemathematicalmode1．ThispaperanalyzestheprincipleofBoostthree-levelinve~erandthenaMPPTbasedonvariablestep．sizeESCalgorithmisresearched．TheproposedmethodhasthemeritsofconventionalESCmeanwhileautomaticallyadjustsstep—

5、sizeandquicklytotrackPVmodulemaximumpowerpoint(MPP)．Finallythesim-ulationandprototypeexperimentwiththetraditionalMPPTalgorithmsareanalyzed．ThesimulationandexperimentalresultshowthattheproposednewmethodcantracktheMPPofPVarrayquicklyandpreciselyundersunlighttran

6、-sientlargechanged，andhasagoodperformance．Keywords：conve~er；maximumpowerpointtracking；extremumseekingcontrolFoundationProject：SupposedbytheInnovationProjectinJiangsuProvince(No．BY2012069)1引言2Boost三电平逆变器拓扑结构目前光伏发电已成为世界各国关注的焦点【1。图1示出Boost三电平变换器电路拓扑。其但是光伏阵列的输出功率随

7、天气条件(如光照、温中V，V为开关管，作互补交替工作，其驱动信号度等)的变化而变化，必须采取措施对光伏电池的相差180。；VD1，VD2为Boost二极管；L为Boost输出功率加以控制。保证其始终工作在MPPt。电感；C，c2为两个输出分压电容，其电容量很大ESC作为一类几乎无模型的自优化控制策略，引且相等，电压均为输出电压的一半；R为负起了光伏研究领域的重，。这里研究了一种基载。假设：①所有的开关管、二极管、电感、电容均于变步长ESC的Boost三电平光伏发电MPPT的为理想元器件；②c。，，均分，可视为两个电

8、压控制算法和实现。该算法比传统ESC算法跟踪为2的电压源。MPP动态响应快．且降低了滤波器性能的影响。同时利用Boost三电平电路．有效减少了功率器件开关损耗【。——图1Boost三电平变换器基金项目：江苏省产学研创新项目(BY2012069)Fig．1B。0stthree-leveIc0nverter作者昙简介：惠M晶(_19057一、)，男雾，睡陕西西安