一種應用于光伏系統的雙模式MPPT控制方法研究
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由短路電流法原理可知，光伏電池最大功率點(diǎn)電流IMPP與光照強度有近似比例關(guān)系。因此，只要測得光照強度，就能得到IMPP近似值，再通過(guò)采用較小跟蹤步長(cháng)的電阻增量法使光伏電池組件輸出電流繼續向IMPP移動(dòng)，最終達到最大功率點(diǎn)。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201612/342200.htm 圖5為光伏電池P-I特性曲線(xiàn)，當光伏電池輸出電流越接近IMPP，曲線(xiàn)斜率的絕對值|dP/dI|越小，所以通過(guò)|dP/dI|與預先設置的閾值E比較即可判斷出使用何種尋優(yōu)方法。當|dP/dI|<e時(shí)，使用小步長(cháng)電阻增量法;
，使用短路電流法。
圖6為雙模式MPPT控制方法的工作流程圖，具體工作過(guò)程為：①對光伏電池的輸出電壓U、輸出電流I進(jìn)行采樣，計算ΔU(k) 、ΔI(k)、ΔP(k);②對|ΔP/ΔI|與閾值E比較，判斷使用哪種控制方法;③上述過(guò)程不斷重復直到光伏器件輸出功率的兩次采樣誤差ΔP近似等于零。由于跟蹤步長(cháng)Istep較小，因此，日照穩定情況下，功率振蕩現象基本消除。
3 雙模式MPPT方法仿真
圖7為基于Boost電路的雙模式MPPT控制器，采用雙閉環(huán)控制。外環(huán)實(shí)現MPPT算法，得出當前條件下光伏電池組MPP的電流參考值。內環(huán)為電流控制環(huán)，MPP電流參考值作為電感電流的指令值，再采用P I控制，生成功率開(kāi)關(guān)管的PWM調制信號。
應用Matlab/Simlink軟件工具構建光伏發(fā)電系統MPPT仿真模型，仿真系統結構如圖7所示。仿真電路中光伏電池的額定功率為50W，開(kāi)路電壓為15.9V，短路電流為5.4A，標準條件(1kW/m2, 25℃)下的MPP電壓為12.4V，電流為4.2A，負載為20Ω電阻，儲能電容為50μF，輸出平波電容為200μF，電感取值均為3mH，采樣頻率和開(kāi)關(guān)頻率均為10kHz。仿真采用ode23tb算法，仿真時(shí)間為0.3s，光照強度0.1s時(shí)由1000W/m2突降為800W/m2，環(huán)境溫度T=25℃?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/電阻增量法">電阻增量法、雙模式法的光伏電池輸出功率波形分別如圖8、圖9所示。
由以上兩種MPPT的算法仿真進(jìn)行對比，可以得到表1。
從表1可以看出，與定步長(cháng)電阻增量法對比，應用雙模式MPPT方法的光伏發(fā)電系統在系統啟動(dòng)和光照強度從1000W/m2突變?yōu)?00W/m2時(shí)能夠更加快速、準確地達到最大功率點(diǎn)，并且輸出功率的振幅較小。
4 結論
本文提出了一種光伏電池輸出電流尋優(yōu)的MPPT控制算法——電阻增量法，并與短路電流法相結合，得到一種應用于光伏發(fā)電系統的雙模式MPPT控制方法。由simulink仿真可知，此雙模式MPPT控制方法結合了短路電流法和電阻增量法的優(yōu)點(diǎn)，克服了穩態(tài)輸出穩定性和動(dòng)態(tài)跟蹤快速性之間的矛盾，使得MPPT的快速性和穩定性都有所提高。
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本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第1期第59頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。
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