【《光伏系统最大功率点跟踪分析案例》1800字】

光伏系统最大功率点跟踪分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u27262光伏系统最大功率点跟踪分析案例 1277601.1原理 160461.2基本方法 2262921.2.1恒定电压法 272981.2.2电导增量法 348921.2.3扰动观察法 491371.2.4变步长扰动观察法 580571.3小结 61.1原理当外界环境变化时（光强和温度等因素的变化），光伏电池组件会受到影响，具体变现为：随着光强增大功率会增大，有正的光强系数；随着温度增大功率会减小，有负的温度系数。所以它的输出功率是随着环境变化而发生变化的，MPPT最大功率跟踪就是为了可以使系统适应这种变化，在新的环境也能追踪到最大功率点输出，由此减小功率的损耗，提高利用率。最大功率点的功率的值=最大功率点对应电压×最大功率点对应电流。DC/DC变换器因为其原理特性可以来作为光伏系统最大功率点跟踪电路。通过DC/DC变换器连接最前面的光伏组件阵列和后面的负载。而MPPT跟踪模块可以随时检测光伏组建阵列的电压和电流变化，然后通过逻辑结构对PWM驱动信号占空比进行调整。简单的原理框图如下图所示[7]。我们知道光伏电池和DC/DC转换电路都不是线性的，但极其短暂的时间内其实可以认为它是线性的。如此可得，调整DC/DC转换电路的电阻让它的大小可以一直等于光伏电池的内阻，就可以实现光伏电池的最大功率点跟踪。图3-1MPPT系统示意图1.2基本方法目前，国内外常用的有以下几种：恒定电压法(CVT)、扰动观察法（P&O)、电导增量法(INC)、基于变步长的扰动观察法等。1.2.1恒定电压法通过大量实验可以发现，在不同的太阳照射光下，光伏电池的输出功率-电压（P-V）曲线上，最大功率点对应电压UM开路电压与最大功率点对应的电压的有如下关系[8]：UK大概为0.8。CVT流程图如下：图3-2恒定电压法流程图恒定电压法虽然较简单，然而它没有考虑到温度T对光伏开路电压的影响，由此来看恒定电压法的可靠性很低。并且精确度也不高，电压值的选择极大的影响了它。如果周围环境温度改变，最大功率追踪效率就会降低甚至直接失效。1.2.2电导增量法电导增量法是现如今最大功率点跟踪算法中最普遍使用的算法之一。电导增量法是根据P-V图，通过导数求极值的方法来实现最大功率点跟踪[9]。图3-3光伏阵列P-V曲线图在最大功率点处其斜率=0，有：dP即dI(1)当dIdV＞−I(2)当dIdV＜−I(3)当dIdV=−IINC流程图如下：图3-4电导增量法流程图电导增量法的可靠性是比较高的。然而从逻辑图可以看出，实现它的过程比较困难，并且，电压增量的步长的选取也比较复杂，主要表现在：如果步长太大，那么误差就跟着变大；如果步长比较小，那么跟踪的速度又会因此变慢。1.2.3扰动观察法本文研究基于占空比的扰动观察法。对占空比施加扰动，光伏升压变换器的工作点将发生改变。隔一定的时间收集电压和电流的数值，然后相乘算出此时的输出功率，并保存在寄存器中。通过与上一时刻的电压和功率进行对比，就可以得到工作点的位置和移动路径，从而决定下一时刻占空比的扰动方向[10]：当工作点在最大功率点左侧时，无论电压方向如何，占空比都减小；类似的，在最大功率点右侧时，无论电压方向如何，占空比都增加。图3-5光伏阵列P-V曲线图P&O流程图：图3-6扰动观察法流程图扰动观察法实现起来比较容易，环境改变时也可以对应的做出改变。但存在着不够精确，会造成系统震荡以及能量损失的缺点。1.2.4变步长扰动观察法在传统的扰动观察法中，由于每一次的扰动步长是相同的,所以精确的无法保证并且还会引起较大的波动和能量的损失。所以提出一种基于变步长扰动观察法：因为功率最初是呈现剧烈的上升趋势，而这个时候追踪它就需要较大的步长比较好，大幅度的增加，才跟得上功率的升高。慢慢的，功率升高变慢，稳定在最大功率点附近，步长在这个时候就不需要那么大了，因为太大步长会追踪得不够精确，会损失能量。此时只需较小的步长，比较小幅度的去接近最大功率点，这样会更加精密。变步长扰动观察法流程图[11]：图3-7变步长扰动观察法流程图可以看出变步长扰动观察法精度高，震荡小，能量损失小，明显优于定步长扰动观察法。1.3小结本章介绍了光伏系统最大功率点跟踪的基本原理以及几