一種改進(jìn)型太陽(yáng)陣最大功率點(diǎn)跟蹤方法

　　MPPT理論的實(shí)現

　　目前最大功率點(diǎn)控制方法很多，常用的有恒壓跟蹤法(CVT)、擾動(dòng)觀(guān)察法以及增量電導法(INC)。恒壓跟蹤法是一種建立在外界溫度恒定前提下近似最大功率跟蹤方法，鑒于此種控制方法的局限性，不適合用于星上太陽(yáng)陣控制;增量電導法是利用太陽(yáng)陣輸出端動(dòng)態(tài)電導值dI/dV，與此時(shí)靜態(tài)電導的負數-I/V相比較，控制太陽(yáng)陣輸出電壓方向的一種最大功率點(diǎn)控制法。當傳感器精度有限時(shí)，滿(mǎn)足dI/dV=-I/V的概率有限，將不可避免產(chǎn)生誤差。

　　擾動(dòng)觀(guān)察法具有控制方式簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。常規擾動(dòng)觀(guān)察法是通過(guò)計算機周期性地采集太陽(yáng)陣輸出電壓和電流，計算出輸出功率，并和上一次輸出功率進(jìn)行比較，根據比較結果控制DC/DC電路。經(jīng)過(guò)反復比較、控制，最終使得太陽(yáng)陣工作在最大功率點(diǎn)附近。太陽(yáng)陣在最大功率點(diǎn)振蕩的幅度取決于系統的采樣周期和執行時(shí)間。過(guò)大的采樣周期雖然可以提高跟蹤速度，但跟蹤過(guò)程中有可能會(huì )跨越最大功率點(diǎn)，最終會(huì )在最大功率點(diǎn)處振蕩，造成平均輸出功率大大低于最大功率，甚至無(wú)法跟蹤到最大功率點(diǎn)。過(guò)小的采樣周期，會(huì )對硬件電路提出更高的要求，不利于元器件的選取和增加系統的研制成本，而且，從系統的動(dòng)態(tài)響應性角度考慮，如果某一時(shí)刻太陽(yáng)陣的實(shí)際功率點(diǎn)偏離最大功率點(diǎn)過(guò)遠，過(guò)小的采樣周期將需要花費更多的時(shí)間才能跟蹤到位。所以常規擾動(dòng)觀(guān)察法首先面臨著(zhù)跟蹤步長(cháng)選取難的問(wèn)題。

　　此外，當外部環(huán)境快速變化時(shí)，常規擾動(dòng)觀(guān)察法不能快速跟蹤，很容易造成誤判現象。例如，當太陽(yáng)陣已經(jīng)工作在最大功率附近，假設此時(shí)對應的占空比為Da，對應輸出功率為Pa(圖2)，當占空比擾動(dòng)方向向右移動(dòng)時(shí)，若日照強度沒(méi)有發(fā)生變化，則太陽(yáng)陣輸出功率Pb>Pa，占空比擾動(dòng)方向正確。但倘若光照強度突然降低時(shí)，則對應Vb的輸出功率Pb`

　　所以，根據現有理論和上述常規擾動(dòng)觀(guān)察法存在的缺點(diǎn)，本文提出一種鑒于三點(diǎn)比較理論的變步長(cháng)控制方法，通過(guò)對DC/DC占空比的控制，實(shí)現對太陽(yáng)陣最大功率點(diǎn)的快速跟蹤、定位。