江苏大学智能开关论文-开关电源最大功率的跟踪与实现.doc

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 智能开关电源技术论文 课题：开关电源最大功率的跟踪与实现 学院： 电气信息工程学院 班级： 学号： 姓名： 目录 摘要 2 1.什么是最大功率的跟踪 2 1.1.影响输出功率的因素 2 1.2.什么是最大功率的跟踪 3 2.1.2.恒定电压法的特点 4 2.2 三点登山法 4 2.2.1．三点登山法的原理 4 2.2.2．三点登山法的特点 5 2.3.扰动观察法 5 2.3.1.扰动观察法的原理 5 2.3.2.扰动观察法的特点 6 2.4 .导纳微增法 6 2.4.1.导纳微增法的原理 6 2.4.2.导纳微增法的特点 7 2.5.间隙扫描跟踪法 7 2.5.1.间隙扫描跟踪法的原理 7 2.5.2.间隙扫描跟踪法的特点 7 2.6.几种方法的优缺点的比较 8 3.开关电源最大功率跟踪的实现 9 3.1.系统实现 9 3.1.1系统电路 9 3.1.2.系统硬件的实现 11 3.2.系统软件系统的实现 12 4.小结 13 参加文献： 13  摘要 近几年，光伏发电系统一直就是个研究的热点，但是受各种因素的影响，其转换的效率都不高，为了提高光伏电池的利用率，需要对光伏电池最大功率点进行快速准确的跟踪控制。因此，最大功率点的跟踪是光伏发电中重要的问题。目前，国内外对最大功率点跟踪的方法很多，本文在对电池特性分析的基础上，阐述了几种常用的最大功率跟踪的方法，并总结分析其各方案的优缺点，指出选择某种方案时需要考虑的因素，然后在对最大功率跟踪方法的应用及应用领域做简单的介绍，最后提出最大功率跟踪的实现。 关键词： MPPT 最大功率点 光伏系统 DC-DC变换 1.什么是最大功率的跟踪 1.1.影响输出功率的因素 在一个完整的电路中输出功率特性P--U曲线如图1所示，如图可以知道，P--U曲线为一个凸形曲线，当输出的电压值为某值U时，系统输出的功率P最大功率，即为曲线的最大功率点。 在控制最大功率点时，系统中开路电压和短路电流会受环境和温度的影响，使系统的输出最大功率点漂浮不定。此外，串联对输出也有一定的影响，串联电阻会产生欧姆损失，从而降低了系统的效率。所以，要使系统在任何的条件下获得输出最大功率，我们必须实现最大功率点跟踪和控制。 图1 太阳电池的输出功率P-U曲线图 1.2.什么是最大功率的跟踪 所谓最大功率跟踪就是一个自动寻优的过程，即通过控制端电压和其他物理量，使系统在各种不同的条件下智能化得达到输出最大化得功率Pm。其原理是，在光伏电池的伏安曲线中，光伏电池的输出特性曲线与负载特性曲线的交点即为光伏电池的工作点。如果工作点处于最大功率点处，系统就处于匹配状态，光伏电池所产生的电能被充分利用，反之，它所产生的电能就没有被充分利用。在光伏电池的伏安曲线上，在最大功率点作切线，该切线的斜率就是光伏电池在最大功率点处的动态等效电阻。 在电池和负载之间配置一个功率变换器，如图2所示。该变换器在光伏电池和负载之间起电压适配作用，其输出电压与输入电压之比可以在一定范围内调节，还可以通过改变等效输入阻抗，使光伏电池达到最大功率。在工作过程中，控制功率变换器，就可以改变光伏电池的等效负载，实现系统的最大功率跟踪。 光伏电池通过变换器与负载连接。设变换器工作于电感电流连续状态。对于理想变换器，其等效输入阻抗为： 式中：为功率开关管的占空比，；；为实际负载阻抗。当变换器的一定时，改变D，就可以改变，即可以改变光伏电池的等效负载，进而改变光伏电池的工作点和输出功率。按照一定规律控制D的变化过程，就可以使光伏电池工作于某一特定条件下的最大功率点处或其附近很小的变化范围之内，从而实现光伏系统的。b、c、d、e)是光伏阵列的工作点[4]，如果要最大限度的提高光伏阵列的工作效率，从电路的匹配角度看，就需要一个阻抗变阻器，为了实现这一阻抗变化，就可以设法将光伏阵列的工作点转移到光伏阵列的做大功率点上，对于大多数电源电池来说，温度保持不变 ，最大功率点总保持在垂线的两侧，这样就可以把一个最大功率追踪器当成一个稳压器，一般在开路电压的（78+2）%左右处，来实现最大功率点的跟踪。 2.1.2.恒定电压法的特点 恒定电