·应用研究
摘
数字技术与应用
一种太阳能电池最大功率点跟踪的算法研究
路少中
杨东华
吉林长春
(长春工业大学
130012)
要]在光伏发电系统中，为了提高光伏电池的利用效率，需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪。本文论速了跟踪控制中常见
详述了常见的爬山跟踪方法的原理和特点，分析它的优缺点，并基于达种方法提出了一种改进的限山跟踪方法，利用
的扰动跟踪法，
MATLAB对该方法进行了伤真研究，伤真结果验证了该方法的有效性。
最大功事跟踪
[关健词]太阳能发电[中图分类号]TM615
引言
变换器
[文献标识码]A
流、电压，
最大功事聚综器(Maximum PowerPoint Tracker，MPPT)是太阳能电池发电系统中的重要部件。太阳能电池的最大功率点追陈法大致上可归类为"恒电压跟踪(CVT)、功率反馈法，扰动察法、增量电导法，直线近似法、开路电压法、短路电流法、模糊控制及神经网络控制等，模棚控制及神经网络控制存在控制算法复条等间题，面其他算法存在准确度不高或者在最大功率点有功率报荡等间题，
1光伏电池的等效模型及特性太阳能光伏电池光照特性数学模型如式（1）所示：
1=/,-10(exp[9(U +RD)
)-1)-U+R
nkT
式中：Ipv
一光生电流，
反向饱和电流： Rw
R
(1)
1,—二级管
I、U一光伏电池工作电
UNUBC
图1 Rt
U
当P PAPBPC auau
UALBC
tv
当PP时的情形图2
u
UABCUN
围3当P≥P且P,≥P时的情形万方数据
[文章编号]10079416（2010）07=009102
口一二极管特性因子：
尔兹整常量，
k-波
q一电子的电荷量：
T-太
阳能电池温度，Rs、Rsh光伏电池的率联，并联电阻。
通过对上述光伏电池的数学模型和电路模型的分析，可以得出光伏电的输出是一个随光照条件以及温度等因紊变化的复杂量，且输出电压和输出电流存在非线性关系。
2最大功率点的跟踪方法
扰动观测法”（义叫限山法）是在光伏系统中常用的跟踪方法，俱是这种方法存在着缺陷，而导致跟踪效果不是十分理想。为了达到理想的跟踪效果，本文基于这种方法提出了一种改进的爬山法，下面我们对扰动现测法进行分析：
(1)扰动现测法原理
扰动观测法原理"；每隔一定的时间增加或者减少电压，并通过观测其后功率变化的方向，来决定下一步的控制信号。其具体调整方案如下：U.I为上一次的检测值，P为对应的输出功率，U,、I,为当前检测值，P为对应功率。
对应增大参考电压会出现以下两种情况：（1）P>P，税明扰动方向正确，系统应保持原来的扰动方向，(2)P 如此反复直到工作点接近P：实质上这是一个自寻优的过程，它的控制原则是参考电压的变化始终让电范输出功率朝大的方向改变。
(2)扰动现测法的优快点
扰动观测法的优点是控制方法简单，易于实现，缺点是稳态时只能在最大功率点附近振荡运行，跟踪步长对跟踪精度和相应速度无法兼顾(步长较小时响应速度慢，步长较大时跟踪精度低）
：由于本身
算法的不严谨性，在日照急剧变化时容易产生误判断。
改进爬山法的最大功率点跟踪 3
原理
改进髓山法的原理 3.1
改进爬山法是爬山法的一种有效改进，主要用软件编程通过不断调整电压步长√U对最大功率点进行判断和控制，最后利用润值E判断是否达到最优点，该方法在光伏电池P-U特性曲线峰值点附近从左到右依次取A，B，C三个点，U,和P， U,和P。，U。和P分别对应各点工作电压和功率，设U，为韧始最大功率点U，△ U是一个预先设定用于电压步长调整的常量：在判断三点电压值的调整方向时可能出现如图1、图2和图3所示的情形。
(1)当P, 扰动法仿真下测得的最大功率点表1
最大功率点电流/A最大动率点电压/V
实际输出二次递近三衣退近
实际输出次逼近三次通近
表2
3.566 3.675 3.596
17.893 17.743 17.851
改进鹿山法仿真下测得的悬大功率点
景大功率点电流/A
3.579 3.735 3.696
最大功率点电压/V
10621 17.789 17.811
最大功率.W 63.8064 65.2055 64.1921
最大功率W 64.0676 66.4419 65.8294
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