基于电导增量法的MPPT研究

基于电导增量法的MPPT研究
杜肖
【摘要】太阳能组成的光伏阵列功率的输出受环境因素不断变化的影响,为了提高光伏电池的发电效率,需用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简
称MPPT)法跟踪光伏阵列.为降低环境因素的影响,考虑到电池的发电特性,在MPPT中引入一种电导增量法,并设计用TMS320F2812微处理器为核心的光伏发电的控制系统.
【期刊名称】《电子世界》
【年(卷),期】2017(000)019
【总页数】2页(P169-170)
【关键词】电导增量法;MPPT;光伏发电的;控制系统
【作者】杜肖
【作者单位】安徽理工大学电气与信息工程学院
【正文语种】中文
随着科技社会的不断进步，能源与环境问题严峻，我们国家开始重点开发清洁的和可再生的能源。

因为太阳能安全方便、丰富清洁，所以是广泛发展和探索的一种再生能源。

由于太阳能电池发电效率受外界环境不断变化的影响，所以如何跟踪最大功率特别重要。

目前应用最多的最大功率跟踪方法有恒电压法、扰动观察法。

其中，恒电压法易于控制，稳定可靠性好。

但无法控制温度的影响，所以经济上没有优势。

扰动观察法也有简单的结构，容易实现，但由于光伏阵列在最大功率点的附近做振
荡运行，存功率的损耗，不能精确的跟踪步长和速度，难免会有误判现象。

本文主要目的是改变其阵列的工作点，增高工作效率，减少其受扰动的影响，在所提方法的基础上改进得到电导增量法，不仅可以提高工作效率，而且使系统更稳定。

太阳能的发电系统包括电池、蓄电池和控制器，光伏电池用半导体作为载体将太阳能的辐射转成电能；控制器主要控制系统的充电放电；多余的电量交给蓄电池，用来解决启动负载时的电流不足，还有因为环境影响使得负载不能在最佳工作点工作等问题。

电导增量法是K.H.Hussein提出的，在发电系统中广泛应用。

使用这种算法能在
一定程度上减少损失，使系统以最大功率稳定运行，同时还起到消除误判的作用。

在外界的环境相同的条件下（比如相同的温度和光照），光伏电池的p-u的特性
曲线是一阶单峰的曲线且连续可导，因此，只要求得极值点就能找到最大功率点，也就定义了电导增量法。

在曲线的功率最大点，即极值点的地方当=0时，也就是功率对电压求导，导数为零时，可得到最大功率。

通过调节DC/DC变换器的变比来调节等效的阻抗值，来完成阻抗的匹配，达到最大功率输出的目的。

以前的电导增量法是把跟踪步长d假设成一个不变值，跟踪的速度正比于步长的
大小。

步长大时，跟踪的速度也快，但是会有较大的震荡，步长小时，跟踪的速度也慢，震荡较小。

因此我们对其改进，用改变步长的跟踪的算法得到比较快的速度和比较小的系统稳态的震荡。

设参数A=0.0001，仿真图如图2所示。

（1）在温度T=25℃保持不变，光照强度从S=1000W/m2跳变为S=800W/m2情况下的仿真结果如图3、图4所示。

（2）在光照强度S=1000W/m2保持不变，温度从35℃跳变为25℃情况下仿真图如图5、图6所示。

根据仿真结果可以看出，大概在0.3秒系统就能跟踪到功率输出的最大值点，虽然这种算法有比较大的计算量，追踪的时间有点长，但可以较长时间稳定在最大功率的点处，根据仿真图我们可以看出波形比较平稳几乎没有震荡，所有损失的功率比较小。

本文参考关于光伏电池的一些数学公式，主要研究了环境的温度和光照的强度对电池特性输出的影响。

TMS320F2812是一种控制器，逻辑性强、计算能力优越，结合我们所提出的改进的变步长电导增量，能够更加准确快速的跟踪所需的最大功率。

【相关文献】
[1]车孝轩.太阳能光伏系统概论[M].武汉:武汉大学出版社,2006.
[2]靳瑞敏.太阳能电池原理与应用[M].北京:北京大学出版社,2011.
[3]赵培仁.光伏发电最大功率点跟踪的研究[M].北京:华北电力大学,2012.
[4]陈爱龙.光伏发电系统MPPT技术的研究与实现[D].成都:电子科技大学,2011.。