基于模糊自适应PID的光伏电池MPPT研究.pdf

第 卷 第 期 33 6 可再生能源 Vol.33 No.6 年 月 2015 6 Renewable Energy Resources Jun. 2015 基 于 模 糊 自 适 应 PID 的 光 伏 电 池 MPPT 研 究 刘振永， 孙建起 （石家庄学院 物电学院， 河北 石家庄 050035 ） 摘 要： 光伏电池输出的非线性特点， 决定了其最大功率点的时变性。 根据电路阻抗匹配原则， 建立了基于 Buck 拓扑结构的光伏电路系统，将系统最大功率点跟踪转化为占空比系数调节，并根据当功率电压满足 dP/d V=0 时，光伏电池达到最大功率点，以此为基础提出了模糊自适应PID 控制算法，与单纯模糊控制法和扰动 观察法的相对比，波动率分别降低了 8.9%和20.4% ，系统响应速度分别提高了4.5 ms 和9.5 ms 。 关键词： 光伏电池； 模糊PID ； 最大功率点跟踪； Buck 电路； 占空比 中图分类号： TP 13 文献标志码： A 文章编号： 1671-5292 （2015 ）06-0834-05 DOI:10.13941/ki.21-1469/tk.2015.06.005 引言 式中： 为光伏电池输出电流； 为抵消内部 0 IL IF PN 光伏电池最大功率点跟踪 （ 结电流； 为流过负载 的电流； 为一个电子所 Maximum Power I RL q ， ） 是提高光能利用率的一项 含电荷量， -19 ； 为波尔兹曼常数， Point Tracking MPPT 1.6×10 C kO 1.38× 关键技 -23 [5] 术。 目前，常用的最大功率点跟踪方法有固 10 J/K ；T 为光伏电池表面温度 。 定电压法、电导增量法、扰动观察法和模糊控制法 随着光强的增大，电流I 增幅较大，而电压 U 等[1] 。 相较而言，固定电压法的应用最为简单，但 增幅很小； 不同光强下的光伏电池最大功率点 仅限于光照和温度变化范围较小的场合； 电导增 Pmax 始终不断改变， 根据I-V 和P-V 的非线性变 量法相对复杂，且对硬件要求较高，尤其难于选取 化过程可知，电压 、 电流 的乘积会有一个最大 U I 合理的步长， 易产生较大误差； 扰动观察法作为 值，该值即为最大功率点P 。 因此，本文以通过对 MPPT 常用的经典方法之一， 其自身抗干扰能力 不同时刻最大功