基于三次插值法的光伏最大功率点跟踪策略

Ｐ Ｕ 一Ｓｅ ＩＴ－Ｉ ＝Ｉ ＝ Ｕｌｐ ｋｌ ｏｘ ｎ １
（ ２ ）
光伏电池输出功率、 电流特性如图２所示 ， 在整个 电压范 围内功率曲线为单峰函数 ， 太阳能电池在 任何时刻都存在一个最大输出功率点。即某一时刻、 某一温度和 日照条件下， 最大输出功率点是唯一 的， 此功 率点对 应唯一 的光伏 电池 输 出 电压 。对 于 光伏 发 电系统 而 言 ， 由于室 外 环境 因 素 如太 阳辐 照 度、 电池板 温度 等经常发 生变化 ， 导致 了光伏 阵列不 能持 续 工作 在最 大 功率 点处 ， 而 降低 了光 伏发 电 从
插值法 求 出最大功率点 ， 应用到该方法中， 达到对该方法的改进 ， 以便更好 的对最大功率点进行追踪。
２ 光伏 电池 特 性
光伏 电池是 一种 能吸 收太 阳光并 将其转 换 为 电能 的半 导体装 置 ， 光伏 电池 Ｉ ｕ特性 与太 — 阳辐射 强度 、 境 温 度 有极 大 关 系 。太 阳能 光 环
伏 电池 的等效 电路 如 图 １ 所示 。
一
。 ｚ Ｊ
图 １ 光伏 电池的等 效 电路
［
个 理想 的光 伏 电池 ， 等 效 串联 电阻 Ｒ 其
很 小 ， 等效并 联 电阻 很 大 ， 而 一般对 单 晶硅
收稿 日 ： １ １ —１． 期 ２ ０— １ ５ ０ 基金项 目： 国家自然科学基金资助（ ｏ ６９ ４ ７ ） Ｎ ： ７ ０ １ 辽宁省教育厅优 秀人才资助（ Ｒ ０ ０ ２ ． ０ Ｌ ２ １０ ） 作者简介 ： 王 宇 （９ ４ ， ， １８ 一） 男 硕士研究生， 从事光 伏并 网发电系统关键技术研究 ．
关 键词 ：光 伏 电池 最大功 率点跟 踪 （ Ｐ Ｔ Ｍ Ｐ ）三 次插值 法 中图分 类号 ： １５ ８ Ｐ ４ ． 文献标 识码 ： 文 章编 号 ：６ ３— ５ ９ ２ １ ０ ０ ８ ０ Ａ １７ ０ ６ （ ０ ０）４— ３ ９— ６
１ 引言
光伏 发 电是 目前 利用 太 阳能 的主要形 式之 一 ， 由于 受外 界 温度 、 照强 度 的影 响 ， 致 光伏 阵 列 但 光 导
性不理 想 的 问题 ，提 出了一种 基 于三 次插 值 法改进 的 自适应爬 山法 。该 方 法是通 过利 用三 次
插 值 法改进 的 自适 应爬 山法 ，能 够快速 准 确地 达 到对 最 大 功 率点 进 行跟 踪 。利 用 ＭＡ Ｌ Ｂ ＴＡ／ Ｓｍ ｌ ｋ搭 建 了光伏发 电 系统 Ｍ Ｐ ｉｕｉ ｎ Ｐ Ｔ跟 踪控 制仿 真模 型 。仿 真 结果 表 明 ，该算 法能 够显 著提 高 ＭＰ， Ｐ ｒ跟踪 的速度 、准确度 和稳 定性 。
方法控 制复 杂 ， 实 际中很少 采用 。大 多数最 大功 率点跟 踪方 法都 属于 自寻 优方法 ， 在 如爬 山法 或扰 动观
测 法 】增 量 导纳法 】以及 模糊 控制技 术 和神 经 网 络控 制 ， 们 具 有 最 大功 率 点 跟 踪 的 功 能 ， 、 、 它 能最 大 程 度地利 用太 阳能 电池转 化所 得 的电能 。本文 在文 献 提到 的一 种 自适应 爬 山法 的基 础 上 ， 运用 三 次
来自百度文库
不能持续工作在最大输出功率 ， 从而降低能量转换效率。为了提高太阳能利用率和系统的稳定性 ， 最大
功率 点跟踪 （ Ｐ ） 成为非 常关 键 的问题 ¨ 。 ＭＰ Ｔ 就 国 内外 关 于最 大输 出功 率点 的跟踪 算法 有很 多 种 ， 可分 为 非 自寻 优 和 自寻 优 两 大类 型 。非 自寻优
系统 的能量转换 效率 ， 少 了光 伏阵列 向 电网或负载输 入 的电能 。因此在光 伏发 电系统 中 ， 减 要使 太 阳能 电池输 出的功率 为该时刻 所能输 出 的最 大功率 ， 达到充 分利用 太 阳能的 目的 ， 一个 重要 的途 径 就是实 时 调整光伏 电池 的工作点 （ 电压 ）使其 始终工作 在最 大功 率点 附近 ， 一过程 就 称为 最大 功率 点跟 踪 。 端 ， 这 ｖ， 一 这就需 要在光伏 阵列 与负载 （ 或电 网） 之间安装 具备光 伏阵列 最大输 出功率 点跟 踪 （ Ｐ 功 能 的变换 ＭＰＴ）
第３ １卷 第 ４期
２ １ 年 １ 月 ００ ２
渤海大学学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊｕ ｌ ｆ ｏａ Ｕ ｉ ｒｔ （ ａ ｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｍａ ｈ ｉ ｎｖ ｓｙ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔｎ ｏＢ ｅｉ ｕ ｅ ｉ
Ｖ０ ． ３ Ｎ ． ４ １ ｌ ｏ Ｄ ｃ ２ １ ｅ． ０Ｏ
３０ ９
渤 海 大学学报 （自然科 学版 ）
第 ３ 卷 ｌ
或 者多 晶硅 光伏 电池 来说 ， 在一 般的工程 应用 中 ， 它们 都 可 以忽 略不 计 ， 么 光伏 电池 的输 出特 性方 程 那
为 ㈦ ：
Ｊ 厶ｅｌ ｌ１ ＝ ｌｐ 一ｌ 一 ｘ
２３ ； 为二极管的特性因子（ ７Ｋ） ， ｌ 理想因子为 ｎ １ ５； Ｔ ３０ ＝ — 当 ＝ ０Ｋ时， 约为 ２８） ． 。 根据 （ ） ， 任意太 阳辐射强 度 、 １式 在 环境 温度 下光伏 电池输 出功率 为
基于三次 插值法的光伏 最大 功率点跟踪策略
王 宇 ，屈 力 军 ，伦 淑娴
（ ．渤海大学 工学院 ，辽宁 锦州 ； ．辽宁电力有限公司 锦州培训中心 ，辽宁 锦州 ） １ ２
摘
要 ：针 对光 伏发 电 系统 最 大功率 点跟 踪 （ Ｐ Ｔ） 算 法的 跟 踪速 度 、精 准 度及 稳 定 ＭＰ
（ １ ）
上两式 中， 为光 伏 电池输 出 电压 （ 作 电压 ） 工 ；厶反 向饱 和 电流 （ 于 光伏 单 元 来说 ， 级 数 为 对 其
ｌ Ｉ ） ｑ 电子电荷（． １ － Ｃ） ０４ ； 为 Ａ １６× ０１ ； 为玻尔兹曼常（．８× ０ ＪＫ ） Ｔ １３ １ ／ ； 为光伏 电池温度 （ ｔ ＝＋