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e7参数自校正PID方法的光伏发电系统M控制.pdf
第28卷第3期 电力自动化设备 V01.28No.3
J■l
ElectricPowerAutomation
2008年3月 Equipment Mar.2008回
基于模糊参数自校正PID方法的
光伏发电系统MPPT控制
王 岩,李 鹏,唐劲飞
(华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,河北保定071003)
摘要:针对光照强度变化的不确定性、光伏电池阵列温度变化、负栽变化和光伏电池强非线性,使
光伏电池阵列的最大功率点变化的情况,提出一种采用模糊参数自校正比例、积分、微分(PID)控制
换器实现MHyI’。模糊参数自校正PID控制方法能合理地处理好控制精度和速度的矛盾。论述了
模糊参数自校正PID控制器的结构、参数确定、规则的生成、模糊决策与推理。仿真结果表明所提
方法可有效消除最大工作点处的振荡现象且易于实现,提高了系统的稳定性。
关键词:分布式发电;光伏电池;MP田;模糊参数自校正PID控制
914.4 文献标识码:A
中图分类号:TM
光照强度由强变弱 光照强度由强变弱
0 引言
随着全球性能源危机和环境污染的日趋严重.
有效、合理地利用现有资源、保护环境已成为全球关
注的焦点¨]。光伏发电具有无污染、无噪声、取之不
尽、用之不竭等优点,且除阳光外无需其他生产材料,
是一种具有广阔前景的绿色能源,越来越受到关注,
在未来的供电系统中将占有重要的地位。
光伏发电存在的问题是光伏电池的输出特性受
外界环境影响大,温度和光照强度的变化都可以导
2采用Boost变换器实现MPPT的分析
致输出特性发生较大的变化;另外,光伏系统初期投
资比较大,光伏电池转换效率低且价格昂贵。因此, Buck变换器属于串联型开关变换器。又称为降压
充分利用光伏电池所产生的能量是光伏发电系统的 变换器。如图2所示。由于Buck变换器是连续向负载
基本要求位]。要解决这些问题,首先要研制价格低廉 供电、间断从电源取电,因此需要在光伏电池板输出
且能量转换效率高的光电材料.其次可在光伏电池 端并联储能电容器以保证光伏阵列输出电流的连
续。然而在大功率情况下,储能电容始终处于大电流
与负载间加入最大功率点跟踪(MPPT)装置。使光
伏电池始终能够输出最大功率,以便更有效地利用 充放电状态.对其可靠工作不利,同时由于储能电容通
太阳能。目前,光伏系统的最大功率跟踪问题已经 常为电解电容。使Buck变换器无法工作在更高的频
成为学术界研究的热点。 率下。增大了MPPT装置的体积,使整个系统变得笨重[3]。
l光伏电池的特性
图l(a)是光伏电池在不同温度、辐射强度下的
电压一电流特性曲线,图l(b)是光伏电池在不同温
度、辐射强度下的电压~功率特性曲线。
由图l可见。光伏电池在任何时刻都存在一个 图2Buck电路拓扑图
ofBuckcircuit+
最大功率输出的工作点。而且随着光照强度和温度 Fig.2Topology
Boost变换器属于并联型开关变换器,又称升压
的变化而变化。由于实际使用中不能保证负载总是
工
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