一种光伏M模煳控制算法研究.pdfVIP

第32卷第6期 太阳能学报 V01．32，No．6 2011年6月 ACTAENERGIAESOLAIllSSINICA Jun．，201I 文章编号：0254-0096(2011)06-0808-06 一种光伏MPPT模糊控制算法研究 吴大中，王晓伟 (南京信息-l-程大学。南京210044) 摘要：针对太阳能光伏阵列的工作特性，在现有最大功率跟踪控制方法的基础上，提出了一种光伏MPPT的模 糊控制算法——变步长扰动观察法。从偏差和偏差变化率的角度，将寻优分为二个阶段(第一阶段应用扰动观察 法并设置较大步长快速接近最大功率点附近，第二阶段采用变步长的方法向最大功率点进一步逼近并至最佳)，实 现了光伏系统快速和高精度的跟踪要求。系统中引入了工作状态的判断环节，可以根据环境的变化，做出相应反 应，提高了系统的快速跟踪性能和稳定性。 关键词：光伏阵列；模糊控制；MPPT；变步长扰动观察法 中图分类号：TKSl3．5文献标识码：A 式中，，二—一负载电流，A；，L——光生电流，A；，0—— O 引 言 反向饱和电流，A；A——二极管因子；9——电子电 当前对于太阳能发电最大功率点跟踪(MPPT) 荷，1．6×10‘19C；T--I)．义绝对温度表示的结温； 的研究已涉及许多方向，其中有关于单轴跟踪、双轴 R。——串联电阻，Q；尺。h——并联电阻，Q。 跟踪等方式的理论分析和讨论，也有关于MPPT算 R。 法的研究，分别从不同的角度出发，提高光伏发电的 功率‘112]。 本文在现有MPPT算法的基础上，提出了一种 )玉 新的快速高效简易的算法。这种MPPT技术以自适 科^_ 应模糊控制理论为基础，结合扰动观察法进行最大 功率点跟踪，并通过试验和仿真验证了其可以快速 图1光伏阵列单元等效电路 和精确的对太阳能光伏阵列最大功率点进行跟踪。 circuitofPV module Fig．1Equivalent array 1光伏阵列特性及跟踪原理 系统的输出功率P是输出电压V和输出电流， 的函数，其表达式是P=／V，系统的输出电压和输出 1．1光伏阵列特性 电流的厶y关系可以通过式(1)表示系统的最大功 光伏电池受到光的照射便可产生电流，并随着光 XVm对应最大功率点电压k和 率点功率P一=lm 强的增加而增大，当接受的光强一定时，可以将光伏 最大功率点电流，m。 电池看作恒流电源。光伏阵列是将太阳能转换成电 1．2光伏阵列在相同温度不同日照下及相同日照 能的器件，其输出的，．y特性强烈地随日照强度影响， 不同温度下的J-y与^y特性 并随电池温度r而变化，其等效电路如图1所示。 光伏阵列的发电效率分别与日照强度及温度有 由此得出光伏阵列的输出电流电压(，-y)方程关。当光伏阵列上的温度一定时，日照强度越高其 为： 发电效率也越高。对于不同日照强度下P。。所对应 的屹比，m变化缓慢，光伏阵列随光照强度的变化