改进变步长MPPT控制算法研究-论文.pdf

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1、第17卷第7期它潦箍阖Vo1．17No．72014年7月POWERSUPPLYrECHNOL0GIESANDAPPLIEATIONSJuly．2014改进变步长MPPT控制算法研究牛欢欢(三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002)摘要：对扰动观察法的最大功率跟踪算法进行了研究，在研究常规固定步长扰动观察控制算法原理的基础上，提出了新的改进的变步长扰动观察法，并对所提方法进行了建模仿真分析。关键词：光伏发电系统；扰动观察法；定步长；改进变步长ResearchonImprovedVariableStepMPPTControlAlgorithmNiuHuan—huanAbstract：Th

2、ispaperfocustostudythemaximumpowerpointtrackingalgorithmofperturbationandobservationmethod．Inthebasisofstudyingconventionalfixedstepsize'sperturbationandobservationcontrolalgorithm，anewimprovedvariablestepsize'sperturbationandobservationmethodisproposed，andmodelingandsimulationanalysis．Keywords：ph

3、otovohaicsystems；disturbanceobservation；fixedstepsize；improvedvariablestepsize中图分类号：TM61文献标志码：A文章编号：0219-2713(2014)07—0046—04随着光伏发电成本的降低．光伏发电效率的不1光伏电池的输出特性断提高以及近年来政府各项政策对光伏发电系统1．1光伏电池的等效电路模型的支持，光伏发电得到了飞速的发展。由于外界自然环境的不断变化．光伏电池的输对于光伏电池的输出特性的研究．通常会采用出一直工作在不断变化的状态，对其输出功率进行等效模型来实现对光伏电池的转换．即用等效电路最大功率跟踪控

4、制，不仅能向负载提供最大的电能来模拟光伏电池的工作状态，其等效原理电路如图输出，而且提高了光伏发电的利用率．因此光伏系1所示。统最大功率跟踪【l'控制算法的研究是太阳能光伏根据光伏电池原理等效电路图可得到输出电发电系统研究的重要组成部分之一。流关系l3l式为：I=I一ID—Iml1、收稿日期：2014—04—29式中，为流过负载的电流；—．46—．国数为：Pm=175W、／m=4．95A、Um=35．2V、5．2A、Uo~=44．2V。通过仿真得到光伏电池在不同光照和温度下的运行特性曲线。图3为温度同为25o【=时，不同光照下的光伏电池特性曲线。由图可知，光伏电池的输出特性曲线是非线性的．

5、最大功率和短路电流与光照强度成正比例关系，而开路电压则与光照强度成反比例关系且当最大功率随着光照强度变化时．最等I，ln(1-／~-)一1l020304050U式中，为太阳能电池的短路电流；(P-U曲线(b)I-U曲线为太阳能电池的开路电压；54图37'-25℃时不同光照下的特性曲线，m为太阳能电池的最大功率点电流；大功率电压和最大功率电流也随之变化。为太阳能电池的最大功率点电压。图4为光照同为1000W／nf时，不同温度下的通常这四个参数都会由厂家提供。光伏特性曲线。有图可知，最大功率尸m、短路电流1．2光伏电池输出特性仿真分析和开路电压与温度成反比例关系，但是最大功率在MATLAB／s

6、imulink中搭建光伏电池的仿真的随温度的增加而减小，其减小、，m却稍有增模型如图2所示，仿真中使用某厂家型号为STP175S224／Ac的光伏电池．其在标准条件下的参墓0102030405001020304050U／VU／V(a)P-U曲线(b)I-U曲线图2光伏电池运行特性仿真电路图图4S=1000W／n?时不同温度下的特性曲线—．47——错17卷第7期鼋潦技术石罔VoI．17No．72014年7月P0WERSUPPLYTECHNOLOGIESANDAPPLICATIONSJuly．2014加。提出了以变步长△U=dxldP／PI代替固定步长的改进扰动观察法。其控制原理流程图如图6所

7、示。2MPPT控制算法研究由于光伏发电系统的输出功率随日照强度、温度的变化而变化，为了提高光伏发电的利用效率，保证始终向负载提供最大的功率输出，那么最大功率控制算法在光伏发电系统中的应用就显得尤为重要。目前常用的最大功率控制算法有：恒定电压法、扰动观察法、电导增量法阁等。本文主要就扰动观察法的最大功率跟踪控制算法进行了研究，在对常规的j州定步长扰动观察法的原理进行分析后，提图6改进变步长扰动观察法流程图⋯了新的改进的扰动