【《光伏电池最大功率点追踪控制分析》1300字】

光伏电池最大功率点追踪控制分析1.1最大功率点追踪控制原理由图2-3的光伏电池P-V特性曲线可知，在光伏电池P-V图中，有且仅有一个最大功率点Pm，且该功率点对应的电池端电压为Vm。而且经过分析，随着辐照度的减小，开路电压Voc也会产生较大的减小，进而导致整个系统输出波形的不稳。降低光伏系统的资源利用效率。为此，必须采用MPPT技术，使得光伏电池能在任意给定条件下，自发地达到当前条件下的最大输出功率，并保持稳定。最大功率点追踪技术实质上来说就是一个自寻优的过程，能够使得光伏系统始终工作在最大输出功率点附近。MPPT技术常用的方法有定电压法、扰动观察法、电导增量法、最优梯度法等。扰动观测法，实质就是给当前电压一个微小的扰动量进行扰动，使其功率向不同的方向改变，通过对比前后时刻输出功率的变化，即可判断出扰动方向的正确与否。之后再进行相应的扰动：当光伏电池输出功率按照变大的趋势増长时，保持扰动方向；当输出功率按照减小的趋势变化时，改变扰动方向。经过持续一段时间的搜索，最终保证系统输出最大功率。工作过程如下所示[14]：（１）假定步长，在原有的电压基础上加上扰动步长，若，系统应当继续保持扰动方向，即在增加的基础上继续增加扰动，直到到达最大功率点附近。（２）假定步长，在原有的电压基础上加上扰动步长，若，系统应当立即改变扰动方向，即在增加的基础上立即减小扰动，直到到达最大功率点附近。（３）假定步长，在原有的电压基础上减去扰动步长，若，系统应当继续保持扰动方向，即在增加的基础上继续增加扰动，直到到达最大功率点附近。（４）假定步长，在原有的电压基础上减去扰动步长，若，系统应当立即改变扰动方向，即在增加的基础上立即减小扰动，直到到达最大功率点附近。扰动观测法的流程图如图2-5所示。图2-5扰动观测法流程图1.2最大功率点追踪模型如图2-6，通过采集当前系统的电压、电流，并判断当条体下的ΔP和ΔU，如果二者同号，则输出为1，如果二者异号则输出为-1。该功能可以通过符号函数来实现，如果是正则该模块输出1，如果是负则该模块输出-1。该仿真模型中三个保持器模块的采样周期一般取0.001。该模块的输出项为参考电压Vref。图2-6最大功率点追踪技术仿真模型得到的电压指令值与三角波发生器产生的三角波进行比较之后，产生开启关断信号，来控制开关的通断，通过开关的通断产生PWM波，将PWM波作为输出，送往下一环节。如下图2-7所示。图2-7PWM调制仿真控制模型1.3仿真结果分析光伏系统模型如下图2-8所示。通过输入当前环境温度和辐照度，输出电流值，采集电压值作为负反馈，使得电池能够依据环境条件变化而改变电压、电流值，最后加入Boost升压电路和MPPT技术，得到光伏电池系统模型。图2-8光伏系统仿真模型光伏系统的输出功率波形如下图2-9所示，仿真时，采用多组光伏电池串并联的方式，来扩大其输出功率。图2-9输出功率波形0.3s前采用辐照度，此时可对应现实中的晴天，此时光伏系统的输出功率为2000W。0.3s后辐照度，可对应现实条件中的阴天或者多云天气。此时系统的输出功率迅速变为1300W。可见，该模型能够立即响应外界环境条件变化，将功率迅速调整为当前环境条件下的最大功率，能够说明该仿真结果