基于DSP的光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤系統

摘要：太陽(yáng)能光伏陣列的輸出特性受外界環(huán)境的影響具有強烈的非線(xiàn)性，為了提高系統的整體效率，一個(gè)重要的途徑就是實(shí)時(shí)調整光伏電池的工作點(diǎn)，進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)，使之始終工作在最大功率點(diǎn)附近。本文通過(guò)對太陽(yáng)能電池伏安特性的分析，采用自適應擾動(dòng)觀(guān)察算法，基于TMS320F2812設計了MPPT控制系統。實(shí)驗結果表明，在此算法控制下，系統能夠準確地跟蹤最大功率點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：光伏電池；最大功率跟蹤；最大功率點(diǎn)跟蹤；TMS320F2812

O 引言
隨著(zhù)經(jīng)濟全球化進(jìn)程的不斷加速和工業(yè)經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，能源問(wèn)題已成為人類(lèi)需要迫切解決的問(wèn)題，大力發(fā)展新的可替代能源已成為當務(wù)之急。太陽(yáng)能是一種取之不盡用之不竭的綠色能源，太陽(yáng)能發(fā)電具有充分的清潔性、絕對的安全性、資源的相對廣泛性和充足性、長(cháng)壽性及維護性等其它常規能源所不具備的優(yōu)點(diǎn)。光伏發(fā)電雖然具有以上的優(yōu)勢，但是實(shí)際應用中還存在很多的問(wèn)題。光伏發(fā)電的主要缺點(diǎn)之一是太陽(yáng)能電池陣列的光電轉換效率太低。為了解決該問(wèn)題，一個(gè)重要的途徑就是實(shí)時(shí)調整光伏電池的工作點(diǎn)，進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)，使之始終工作在最大功率點(diǎn)附近。目前，光伏系統的最大功率點(diǎn)跟蹤問(wèn)題已成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。
高性能的數字信號處理芯片(DSP)的出現，使得一些先進(jìn)的控制策略應用于光伏發(fā)電控制系統成為可能。本論文就是在此背景下，采用TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812進(jìn)行控制，開(kāi)展了太陽(yáng)能發(fā)電系統的理論和試驗研究，具有重要的現實(shí)意義。

1 光伏電池的特性
太陽(yáng)能電池的輸出特性是非線(xiàn)性的，它受到光照強度、環(huán)境溫度等因素的影響。太陽(yáng)能電池的等效電路如圖1所示，圖2是光伏電池在不同溫度下的I-V、P-V特性，圖3為光伏電池在不同日照強度下的I-V、P-V特性。

從圖2可以看出，太陽(yáng)能電池開(kāi)路電壓V0。主要受電池溫度的影響；從圖3可以看出，太陽(yáng)能電池短路電流Is。主要受日照強度的影響，而且在一定的溫度和光照強度下，太陽(yáng)能電池具有唯一的最大功率輸出點(diǎn)。由于實(shí)際應用中不能保證其總是工作在最大功率點(diǎn)上，所以在應用中要用到MPPT裝置，以保證太陽(yáng)能電池的輸出功率在最大功率點(diǎn)的附近。