1、本文由伊休丫貢獻doc文檔可能在WAP 端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT ，或下載源文件到本機查看。 光伏電池最大功率跟蹤算法的研究1 引言廣告插播信息 維庫最新熱賣芯片： TDA7467D FDS7066ASN3 IRFI840G CY7C4255-15AC BCR185S FQPF12N60 AD8052AR HV518PJ MAX6692MUA PI3B3245Q傳統的燃料能源正在一天天減少，對環境造成的危害日益突出，同時全球還 有 20 億人得不到正常的能源供應。這個時候，全世界都把目光投向了可再生 能 源，希望可再生能源能夠改變人類的能源結構，維持長遠的可持續發展。太陽能 以其獨

2、有的優勢而成為人們重視的焦點，越來越多的國家開始實行“陽光計 劃”， 開發太陽能資源，尋求經濟發展的新動力。因此，研究并網逆變器的設 計有著廣闊的前景和意義。 限制光伏系統的主要因素有兩點： 初期投資比較大； 太陽能光 伏電池的轉換效率低。目前我們通常使用的光伏電池效率在 15%左 右，即使世界上最先進技術的光伏電池在特殊的實驗條件下也只能達到 40%，因 此光伏電池最 大功率跟蹤就變得十分重要，所以長期以來都是學術界研究的熱 點。 2 光伏電池陣列特性分析 2.1 光伏電池的數學模型 光伏電池是利用半導體材料的光伏效應制作而成的。 所謂光伏效應是指半導 體材料吸收光能，由光子激發出電子空穴對

3、，經過分離而產生電動勢的現 象。 光伏電池的 I-V 特性隨日照強度 S（W/）和電池溫度 t（）而變化，即 I=f （V,S,t ）。根據電子學理論，當負載為純電阻時，光伏電池的實際 等效電路如 圖 1 所示。圖 1 光伏電池等效電路 對應的 I-V 函數如下：反向飽和電流（對于光伏單元而言，其數量級為 10-4A），q-電子電荷 （1.6×10-19C ） K-玻耳茲曼常數 ， （1.38×10- 23J/K） T-絕對溫度 ， （T=t+273K） ， A-二極管品質因子（當 T=330K 時，約為 2.80±0.152），Rs-串聯電阻（為低阻 值，小于

4、1），Rsh 并聯電阻（為高阻值，數量級為 K）1。 2.2 光伏電池輸出的最大功率點圖 2 光伏電池電壓/電流曲線和電壓/功率曲線 當光伏陣列輸出電壓比較小時，隨著電壓的變化，輸出電流變化很小，光伏 陣列類似為一個恒流源；當電壓超過一定的臨界值繼續上升時，電流急劇下 降， 此時的光伏陣列類似為一個恒壓源2。光伏陣列的輸出功率則隨著輸出電壓的 升高有一個輸出功率最大點。最大功率跟蹤器的作用是在溫度和輻射強度都變 化的環境里，通過改變光伏陣列所帶的等效負載，調節光伏陣列的工作點，使光 伏陣列工作在輸出功率最大點。 3 最大功率跟蹤控制算法 目前，常用的最大功率跟蹤方法有恒定電壓跟蹤法、擾動觀察法

5、和電導增量 法。其中，電導增量法的跟蹤準確性最高，在環境快速變化的情況下具有良好的 跟蹤性能，因此被廣泛采用。電導增量法是通過比較光伏電池陣列的瞬時導抗與 導抗變化量的方法來完成最大功率點的跟蹤。達到最大功率點的條件，即當輸出電導的變化量等于輸出電導的負值時，光 伏電池陣列工作于最大功率點。在輻射強度和溫度變化時，光伏電池陣列的輸出 電壓能平穩追隨環境的變化，且輸出電壓波動小3。 電導增量法通過設定一些很小的變化閾值， 使光伏電池陣列穩定在最大功率 點的鄰域內，而不是圍繞著最大功率點前后波動。當外界環境發生變化時，從一 個穩態過渡到另外一個穩態時， 電導增量法根據電流的變化就能夠做出正確的判

6、斷，而不會像擾動觀察那樣出現誤判斷。圖 3 電導增量法的控制流程圖 圖 3 中的 U （k ） I 、（k ） 是檢測到的光伏電池陣列當前電壓、 電流值，（k-1） U 、 I（k-1）是上一周期的電壓、電流采樣值。 光伏電池陣列與 Boost 電路相接時，假設外部負載仍為純電阻負載，并忽略 Boost 電路本身阻抗的情況下， 根據 Boost 電路的阻抗變換關 系， 容易得出 Boost 電路的等效輸入阻抗為 Req=(1D2R 。 D 為 Boost 電路的開關占空比，R 為電 阻性負載的阻抗。圖 4 Boost 電路的拓撲結構對光伏電池陣列進行最大功率跟蹤過程中，工作電壓的控制是通過 B

7、oost 升壓電路完成的。當占空比 D 越大時，Boost 電路的輸入阻抗就越小， 占空比 D 越小時，Boost 電路的輸入阻抗就越大。通過改變 Boost 電路的占空比 D，使其 等效輸入阻抗與光伏輸出阻抗相匹配，實現光伏電池的最大功率輸 出，這是采 用 Boost 電路能夠實現最大功率跟蹤的理論依據。對于 Boost 電路的工作原理， 本文不再贅述。 4 最大功率跟蹤時的問題 采用電導增量法進行最大功率跟蹤過程中， 通過調節 Boost 電路的占空比來 實現光伏電池陣列的工作點電壓的控制，從而達到最大功率的跟蹤。然而 通過 光伏電池的電壓/電流曲線和電壓/功率曲線可以看出， 工作在恒壓源

8、區和恒流源 區是改變相同步長的工作電壓對光伏電池的輸出功率改變是不同的。在恒流源 區內，輸出電流對工作電壓的改變敏感度很低，而在恒壓源區對電流的影響卻是 非常明顯。為了能夠更快、更精確的追蹤到光伏電池的最大功率輸出的工作電壓 電 流，需要對跟蹤的方法進行改進。 5 改進方法 根據相同工作電壓變化量在恒壓源區和恒流源區的不同影響效果， 對兩個區 內電壓變化的步長作適當調整， 提高最大功率跟蹤的效率。 經過測試， 通常使 用 的光伏電池的最大功率點電壓一般為其開路電壓的（0.75-0.85）倍，所以恒流 源區與恒壓源區電壓范圍的比例關系大概是 4:1。如果判斷出當前光伏 電池陣 列工作于恒壓源區時

9、，其工作電壓肯定大于最大功率點電壓，要朝著減小工作電 壓的方向變化，取它的電壓變化步長為V ；反之，如果判斷出當前光伏電池 陣 列工作于恒流源區時，其工作電壓肯定小于最大功率點電壓，要朝著增大工作電 壓的方向變化。為了提高跟蹤速度，取它的電壓變化步長為 4V 。 為了提高最大功率跟蹤的精度，在一定的溫度和光照強度時，當光伏電池的 輸出功率與當前條件下所能達到的最大功率接近到一定程度時，對它的跟蹤步 長V 進行調制，將V 適當變小，使其更精確的跟蹤最大功率。在實際運行當 中，光照強度突然發生變化瞬間，光伏電池兩端的工作電壓不會發生明顯變化， 相 反，光伏電池的輸出電流會發生瞬間的明顯變化。根據這

10、一特點來判斷V 應采用大步長值V2 還是小步長值V1。在系統控制參數的設計時，需要根據 具體的 光伏電池參數，來確定工作電流的變化量 的值作為判斷標準。改進后的 電導增量法流程圖如圖 5 所示。 圖 5 改進后的電導增量法流程 6 實驗結果 由實驗波形很容易看出，采用改進后的電導增量算法的光伏系統，在光照強 度很穩定時，直流母線電壓的波動非常小；當光照強度突然變化時，直流母線上 的電壓也非常穩定，電流迅速增大，保證光伏電池始終做最大的輸出。 圖 6 光強突變時的母線電流和電壓7 結語 利用 TMS320LF2407 數字信號控制器作為主要控制芯片，采用改進的 MPPT 控制方式，該系統具有很好

11、的動態響應和跟蹤精度，具有跟蹤光伏電池陣列最大 功率點的功能，提高了系統的效率，充分利用了能源。來源:香香公主 【收藏此頁】【關閉】【返回1本文由windyboy06貢獻pdf文檔可能在WAP 端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT ，或下載源文件到本機查看。 到 術 · 研 究光伏 電池最大功率跟蹤算法的研究馬 秀 娟 , 吳佳 宇 , 李 彥玫 , 張 蘭輝 哈爾濱工業大學 威海 電氣工程系 , 威海 ,】 川, 目, 田 七,節丫 切,毛 沈七 山摘要根據光伏 電池的工程數學模型 , 在光照強度變化條件下光伏 電池輸出特性進行 了研究 .結果表 明 , 光伏 電池的輸出特性呈非線

12、性 , 功率最大值只在某一特定點上 .分析了傳統的 電導增量法的特點 , 提 出了改進的電導增量法 .實驗表明 , 從跟蹤速度 和精度方面較傳統方法都有提高 . 關鍵詞光伏陣列最大功率跟蹤電導增量法,', ,【 中圖分類號文獻標識 碼文章編號一一一引言傳統 的燃料 能源 正在 一 天 天減少 , 對環境造成 的危 害 日光伏 電池陣列特性分析光伏電池的數學模型光伏電池是利用半導體材料的光伏效應制作而成的. 所謂光伏效應是指半導體材料吸收光能 , 由光子激發出電子一空夕 , 經過 冰寸益突出 , 同時全球還有億人得不到正常 的能源供應 .這個時候 , 全世界都把 目光投 向了可再生能源

13、, 希望可再生能源 能夠改變人類的能源結構 , 維持長遠的可持續發展 .太陽能 以其獨有的優勢而成為人們重視 的焦點 , 越來越多的國家開始實行" 陽光計劃 " 開 發太 陽能 資源 , 尋 求經濟 發展 的新動 , 力 .因此 , 研 究 并 網逆變器 的設計有著廣 闊的前景和意義 . 限制光伏 系統 的主要 因素有兩點 初期投資 比較大 , 太分離而產生電動勢的現象 . 光伏 電池的 一 特性隨 日照強度 , 和電池溫度 而變化 , 即, , . 根據電子學理論 , 當負載為純電阻時 , 光伏 電池的實際等效電路如 圖 所示 .陽能光伏 電池 的轉 換效率 低 .目前

14、我們通常使用 的光 伏 電池 效率在 巧 左右 , 即使世 界上 最先進技術 的光伏 電池在 特殊杏 "圖杏 "的實驗條件 下也 只能達到,因此光伏 電池最大功率跟蹤 光 伏 電池 等效 電路 洛就 變得 十分 重要 , 所 以長期 以來都 是學 術界研 究 的熱 點 .一 一 .技 術研 刻對 應 的 一 函數 如 下. 從, 十 ,達到最大 功率 點 的條件 , 即當輸 出 電導 的變 化 量 等于 輸出 電導 的 負值 時 , 光 伏 電池 陣列 工 作于最 大功 率 點 .在輻 射 從," '強度 和 溫度 變 化 時 , 光 伏 電池 陣列 的輸

15、 出 電壓 能 平 穩 追 隨環 ,境 的變 化 , 且 輸 出 電壓 波動小."' "一 '光 伏 電流,燈 ' 一 "目 目."' ' ' 一 "'一 ',電導增量 法通 過 設定一 些很小 的變 化 閉值 , 使 光伏 電池陣 列穩 定在 最大 功率 點 的鄰 域 內 , 而 不是 圍繞 著最 大功 率 點 . 一反 向飽和 電流 對于 光伏單 元而 言 , 其 數,量級 為數一一 電子 電荷,一 耳 茲 曼常 玻,前 后波動 .當外界環境 發生變化 時 , 從一 個穩態 過

16、渡到 另外一 個 穩 態 時 , 電導 增量 法 根據 電流 的變化就 能夠做 出正 確 的 判斷 , 而不會像 擾動 觀察那樣 出現誤 判斷 . 圖 中的 電流 值 , , 一 , 是 檢 測 到 的光 伏 電池 陣 列 當前 電壓 , 一 是上 一 周 期 的 電壓 ,電流 采樣 值 .一一 對 溫度 絕 時 , 約為 士,一 極 二 一 串聯 電管 品質 因子 當 二阻 為低 阻值 , 小 于 以 , 凡 一并聯 電阻 為高 阻值 , 數量 級為 ' ' . 光伏電池輸 出的最大功率點一系統初始化坐改 心圖光伏 電池 電壓電流 曲線和 電壓 功 率 曲線功當光 伏 陣列

17、輸 出電壓 比較 小 時 , 隨著 電壓 的變 化 , 輸 出 電流變 化 很 小 , 光 伏 陣列類似 為一 個恒 流 源 當 電壓 超 過 一定的臨界值繼 續上升 時 , 電流急劇 下降 , 此時的光伏 陣列類似 為一 個恒 壓 源 .光 伏 陣 列 的 輸 出功 率 則 隨 著 輸 出 電壓 的 之 丫怡 心 升 高 有一 個輸 出功率最 大點 .最 大功 率跟蹤 器 的 作用 是在 溫 度 和輻 射 強度都 變 化 的環 境 里 , 通過改 變光 伏陣列所帶 的等 效 負載 , 調 節光 伏 陣 列 的工 作點 , 使 光 伏 陣列 工 作在 輸 出功率最大點 .返回圖電導增量法的控制

18、流程 圖最大功率跟蹤控 制算法目前 , 常 用 的最 大 功 率 跟蹤方 法有恒 定 電壓 跟 蹤法 ,擾 動 觀 察法 和 電導 增 量法 .其 中 , 電導增量法 的跟 蹤 準確性最 高 , 在環境 快速 變 化 的情 況 下具 有 良好 的跟蹤 性 能 , 因此 被 廣 泛 采用 .電導 增 量法 是 通 過 比較光伏 電池 陣列 的瞬 時導抗 與導抗 變 化量 的方法 來 完成 最 大功 率 點 的跟 蹤 . 蘭竺 二十 , 切 絲產 苦 , 了 ,產 , , 氣'圖光 伏 電池 陣列與電路 的拓 撲結 構電路相 接 時 , 假設 外部 負載仍 為純電滌 世 界技 術研 究 ,

19、電阻 負載 , 并忽略 電路 本 身 阻抗 的情 況下 , 根據 電路 的等 效 輸人 阻抗 為 電阻 還 是 小步 長值 .在 系統控 制 參 數 的設 計 時 , 需要 根據 具電路 的 阻抗 變 換 關 系 , 容 易 得 出 為 . 一 '. 為體的光伏 電池參數 , 來確定工作 電流 的變 化量的值 作為判電路 的開 關 占空 比 ,斷 標 準 .改進 后 的 電導 增 量 法 流程 圖如 圖 所 示 .性 負 載 的 阻抗 .對 光 伏 電池 陣 列 進 行 最 大 功率 跟 蹤過 程 中 , 工 作 電壓 的 控 制 是通 過 升 壓 電路 完 成 的 .當 占空 比 越

20、 大時 , 電路, 使其等凸 , , 系初化 統始電路 的輸 人 阻抗 就越 小 , 占空 比 越 小 時 , 的輸人 阻抗就 越 大 .通 過 改變 電路 的 占空 比效 輸人 阻抗 與光 伏 輸 出阻抗相 匹配 , 實現 光伏 電池 的最 大功 率 輸 出 , 這 是 采用 依據 .對 于 電路 能夠 實 現最 大功 率 跟 蹤 的理 論編 磊叮戒 一 伙一 吸片 卜 伙一 二雙 心電路 的工 作 原理 , 本 文 不再 贅述 .習最大功率跟蹤時的問題采用 電導 增 量 法 進 行 最 大 功 率 跟 蹤 過 程 中 , 通 過 調 節 電路 的 占空 比來 實 現 光 伏 電池 陣列 的

21、 工 作點 電壓 的控 制 , 從 而 達 到 最 大 功率 的 跟 蹤 .然 而 通 過 光 伏 電池 的 電壓 電流 曲線 和 電壓 功 率 曲線 可 以看 出 , 工 作在 恒 壓 源 區和 恒 流源 區是 改變相 同步 長的工 作 電壓 對 光伏 電池 的輸 出功率 改 變 是不 同的 .在恒 流 源 區 內 , 輸 出 電流對 工 作 電壓 的改變敏 感度 很 低 , 而在恒 壓 源 區對 電流 的影 響卻是 非常 明顯 .為 了 能夠 更快 ,更精 確 的追 蹤 到 光 伏 電池 的最 大功率 輸 出的工 作 電壓 電流 , 需 要 對 跟 蹤 的方 法 進 行 改進 .圖 改進

22、后 的 電導 增 量 法 流程返回人實驗結果小,伊, 帳心斗 改進方法根據 相 同工 作 電壓 變 化量 在恒 壓 源 區 和恒 流 源 區的 不 同 影 響效果 , 對 兩 個 區 內 電壓 變 化 的步 長作適 當調 整 , 提 高最 大功率 跟蹤 的效 率 .經過 測試 , 通 常 使用 的光 伏 電池 的最 大 功 率 點 電壓 一 般 為 其 開 路 電壓 的 一 倍 , 所 以恒 流 .如 果判 斷由實驗 波 形很 容 易看 出 , 采 用 改 進 后 的 電導 增量 算法 的 光伏 系統 , 在光 照 強度 很 穩定時 , 直 流母 線 電壓 的波動 非常 當光 照 強 度 突

23、然 變 化 時 , 直 流母 線 上 的 電壓 也 非 常 穩定 , 電流 迅速 增 大 , 保 證 光 伏 電池 始 終做 最 大 的 輸 出 .源 區與恒 壓 源 區 電壓 范 圍 的 比例 關 系大 概 是出當前 光伏 電池 陣 列工 作于恒壓 源 區時 , 其工 作 電壓 肯 定大 于最 大功率點 電壓 , 要 朝 著 減小 工 作 電壓 的方 向變化 , 取 它奮卜月卜 月卜叼韭' 一二二月了令 今 二下卜 診 門的 電壓 變化 步 長為 反 之 , 如 果 判 斷 出 當前 光 伏 電池 陣電流目卜自目口甲列 工 作 于 恒 流 源 區 時 , 其 工 作 電壓 肯 定小

24、于 最 大 功 率 點 電 壓 , 要朝著增 大 工 作 電壓 的方 向變化 .為 了提 高 跟蹤速 度 , 取 它 的 電壓 變 化 步 長 為 .電壓今悶 悶 二叨 叫 舊目悶卜奮心 二二今今令為 了提 高最 大 功 率 跟 蹤 的精 度 , 在一 定 的溫度 和 光 照 強 度 時 , 當光 伏 電池 的輸 出功率 與 當前 條 件 下所 能達 到 的最 大 功率 接 近 到一 定 程 度 時 , 對 它 的跟 蹤 步 長 進 行 調 制 , 將 適 當變 小 , 使其 更 精 確 的跟 蹤最 大功率 .在 實 際運 行 當如卜 門 ,成 平 州陽 二 自戶 叫口卜 二卜今一一今二 ,

25、月介今月司圖光 強 突 變 時 的 母線 電流和 電壓中 , 光照強度 突然 發生變化瞬 間 , 光伏 電池兩端 的工作 電壓不 會 發生 明顯變 化 , 相 反 , 光伏 電池 的輸 出 電流 會 發生 瞬 間 的 明顯變 化 .根據 這 一 特 點 來 判 斷 應 采用 大 步 長值 結語下轉 第 頁元器州其 輸人 電壓 為交 流 為直 流 電流 涌 電流 一 一,輸 出 電壓 為直 流輸出 典 型浪 .模 塊 使 用 時 應按 裝在散 熱 板上 .輸 出功率 為一大功率高壓實現一高頻輸 出的一一正弦波的的脈 沖 為超 聲最 小 功率 因素 為輸 出 電壓精 度 為 士 模 塊 的特 點

26、達可 實 現 功 率 因素 和諧 波 校 正 , 效 率 高當大功率 脈沖變壓 器 次級以上 .帶 有過壓 保 護 ,過 熱保護 和 輸人 浪 涌保護 等保波 電壓 加到乙 諧 振 電路 其 為可調 高頻 電感 線 圈 , 波換 能器 的等效 電容 , 由此則組成護 電路 .模 塊 內部將 功率 電路 和控 制 電路 集 合在 一 起 , 使 用 起 來 非常 方 便 .其,一 外接 浪 涌 限 流 電阻 , 用 它 可 以限 制 電諧 振器 , 見 圖 右上 角虛線所示,通 過 調 整 高 頻 電感 線 圈 可 使 諧 振 器 得 到 串聯 諧源 剛接 通 時 的 浪 涌 電流 , 若 不

27、接 , 則 模 塊 不 應 正 常 工 作 實 振 , 其諧振頻率 為換能器 固有頻率 , 并在 電容 試端將 獲得諧 振 后的高壓 高頻 所示 .以上整 個 過程 實 現 了從 一 一 再從 一 換能器 兩際上,'應與溫度保 險絲 相正弦波 , 見 圖 右上 角 高頻 一串接 而成 見 圖 所 示 .外形 尺寸 長寬厚 為".,高壓一大 功率的輸 出 .上接 第利用頁數 字 信 號 控 制器 作 為 主 要 控 制 芯【 崔巖 , 炳煌等 太 陽能光伏系統 蔡太 陽能學 報 ,控制算法的對 比研究一片 , 采用 改進 的控 制方 式 , 該 系統具 有很好 的動 態 響【應

28、 和跟蹤 精度 , 具有 跟蹤 光 伏 電池 陣列最 大功率 點 的功 能 , 提 高 了系統 的效率 , 充分 利 用 了能源 .劉和平 ,鄧力等原理及 電機控 制應用第 版 琢州北京航 空航 天大學 出版社 ,參 考 文獻作者簡介 馬 秀娟 一 , 女 , 黑 龍江 哈 爾濱 人 , 博 士 , 教授 ,楊海柱 ,金 新 民 基 于 跟蹤 問題控 制的光伏并網逆變器最 大功率的,一太 陽能學 報 ,一主 要 從 事 電力 電子 和 光 伏 實 用 技術 的研 究工 作 . 吳佳 宇 一 , 男 , 黑 龍江 牡丹江 人 , 在 讀 碩 士研 究【 陳興峰 ,曹 志峰等 光伏發 電的最大功率

29、跟蹤算法研究【 研 究與試驗 , ,一生 , 主 要 從 事 高 頻 開 關 電源 的 研 究 .上接 第頁 異 , 主 要 還 是 要 看 設計 單 位對 整 體 系統 的規 劃 和 設 計 . 軌道 交 通 的快 速 發展 無 疑緩 解 了城 市 交通 的壓 力 , 促 進 發展 的 同時 也代表 了一 個城市 的形 象 .地 鐵 作為 一 個大 規模 的公 共交通 工具 , 對 系統安全性 的要 求非常高 , 中達 電通 以,一 旦扇 可根 據 負載及 溫度 進 行多段 調速 , 輸人 電流諧 波小 , 減少 線纜 的損耗 , 減 少 輸入 空開容量 等 , 從 細節 能 夠更 好 的滿

30、 足 客 戶 的 省 電需 求 , 同 時 響應 國 家節能 降耗 的號 召 . 圈 具有標配緊急停機 功能標 準配 置 緊急 關機按 鈕 , 可遠 程 近 端控 制為用戶打造一條穩 固的交直 流供 電系統為 宗 旨 , 憑借 多年 為各 行業提 供 一 體化 的動力 整合 方 案 , 在 電源行 業 為用戶從 認 知到合 作再 到信 賴 已經 走過 年 的歷 程 , 電源設 備 以質量 精有 緊急 事故 發生 , 可 以立 即切 斷輸人 ,輸 出 ,電池 等開 關 , 使 完全 孤 立 出來 , 可 以減少 事故 特 別 是 因 電引 起 的火災 進 一 步擴 大 .良為用戶 所接受 .公司

31、有 多年 為地鐵 行業 服務 的經驗 , 憑借 動 力整 體 整合方 案 和 多項 目綠 色節 能 于一 身 的高 質量 電總結本文分析 的 內容 是 針對 地 鐵通 信 系統 內的 電源 子 系統 . 通 信 系統 的 電源 子 系統 為地 鐵 工程 中使 用 統 , 同 時還 有 其 它 系 統 也 有 系統 以及 數量 最 大 的系源 , 已經 為地 鐵 行業 打 造 了多條 堅 固的供 電系統 , 其 中包括 上海地 鐵 ,北 京 地 鐵 ,南京地 鐵 ,杭 州地 鐵 ,沈 陽地 鐵 ,成 都地 鐵及 廣 州地 鐵等 多條 線路 .公 司也 會一 如 既往 的 不斷提使 用 需 求 .

32、在 信 號 系 統 ,升設備質量 , 提升設 備技術水準 , 使產 品的技術走在世界前列 , 更 好 的服 務 于 用 戶 . 系統 及 屏 蔽 門等 系 統 中都 有 不 同容 量 的 需 求 , 不 同城 市 的地 鐵 工 程 電源 系 統 的應 用 都 有 所 差 電源 世 界 1 本文由伊休丫貢獻 doc 文檔可能在 WAP 端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇 TXT，或下載源文件到本機查看。 光伏電池最大功率跟蹤算法的研究 1 引言 廣告插播信息 維庫最新熱賣芯片： TDA7467D FDS7066ASN3 IRFI840G CY7C4255-15AC BCR185S FQPF12N60

33、 AD8052AR HV518PJ MAX6692MUA PI3B3245Q 傳統的燃料能源正在一天天減少， 對環境造成的危害日益突出， 同時全球還 有 20 億人 得不到正常的能源供應。這個時候，全世界都把目光投向了可再生 能 源，希望可再生能源 能夠改變人類的能源結構， 維持長遠的可持續發展。 太陽能 以其獨有的優勢而成為人們重視 的焦點， 越來越多的國家開始實行 “陽光計 劃” 開發太陽能資源， ， 尋求經濟發展的新動力。 因此， 研究并網逆變器的設 計有著廣闊的前景和意義。限制光伏系統的主要因素有兩點： 初期投資比較大； 太陽能光 伏電池的轉換效率低。目前我們通常使用的光伏電池效率在

34、15%左 右， 即使世界上最先進技術的光伏電池在特殊的實驗條件下也只能達到 40%， 此光 因 伏電池最 大功率跟蹤就變得十分重要， 所以長期以來都是學術界研究的熱 點。 2 光伏電池 陣列特性分析 2.1 光伏電池的數學模型 光伏電池是利用半導體材料的光伏效應制作而成 的。 所謂光伏效應是指半導 體材料吸收光能，由光子激發出電子空穴對，經過分離而產 生電動勢的現 象。 光伏電池的 I-V 特性隨日照強度 S （W/） 和電池溫度 t （） 而變化， 即 I=f （V,S,t） 。根據電子學理論，當負載為純電阻時，光伏電池的實際 等效電路如 圖 1 所示。 圖 1 光伏電池等效電路 對應的 I

35、-V 函數如下： 反向飽和電流（對于光伏單元而言，其數量級為 10-4A） ，q-電子電荷 （1.6×10-19C） K-玻耳茲曼常數 ， （1.38×10- 23J/K） T-絕對溫度 ， （T=t+273K） ， A-二極管品質 因子（當 T=330K 時，約為 2.80±0.152） ，Rs-串聯電阻（為低阻 值，小于 1 ） ，Rsh并 聯電阻（為高阻值，數量級為 K ）1。 2.2 光伏電池輸出的最大功率點 圖 2 光伏電池電壓/電流曲線和電壓/功率曲線 當光伏陣列輸出電壓比較小時，隨著電 壓的變化，輸出電流變化很小，光伏 陣列類似為一個恒流源；當電壓超

36、過一定的臨界值繼續 上升時，電流急劇下 降， 此時的光伏陣列類似為一個恒壓源2。光伏陣列的輸出功率則隨 著輸出電壓的 升高有一個輸出功率最大點。 最大功率跟蹤器的作用是在溫度和輻射強度都變 化的環境里，通過改變光伏陣列所帶的等效負載，調節光伏陣列的工作點，使光 伏陣列工作 在輸出功率最大點。 3 最大功率跟蹤控制算法 目前，常用的最大功率跟蹤方法有恒定電壓 跟蹤法、擾動觀察法和電導增量 法。其中，電導增量法的跟蹤準確性最高，在環境快速變化 的情況下具有良好的 跟蹤性能， 因此被廣泛采用。 電導增量法是通過比較光伏電池陣列的瞬 時導抗與 導抗變化量的方法來完成最大功率點的跟蹤。 達到最大功率點的

37、條件， 即當輸出電導的變化量等于輸出電導的負值時， 伏電池陣列 光 工作于最大功率點。 在輻射強度和溫度變化時， 光伏電池陣列的輸出 電壓能平穩追隨環境的 變化，且輸出電壓波動小3。 電導增量法通過設定一些很小的變化閾值， 使光伏電池陣列 穩定在最大功率 點的鄰域內，而不是圍繞著最大功率點前后波動。當外界環境發生變化時， 從一 個穩態過渡到另外一個穩態時， 電導增量法根據電流的變化就能夠做出正確的判 斷， 而不會像擾動觀察那樣出現誤判斷。 圖 3 電導增量法的控制流程圖 圖 3 中的 U （k） I 、 （k） 是檢測到的光伏電池陣列 當前電壓、 電流值， （k-1） U 、 I（k-1）是上一周期的電壓、電流采樣值。 光伏電池陣 列與 Boost 電路相接時，假設外部負載仍為純電阻負載，并忽略 Boost 電路本身阻抗的情 況下，根據 Boost 電路的阻抗變換關 系，容易得出 Boost 電路的等效輸入阻抗為 Req=(1 D2R。 D 為 Boost 電路的開關占空比，R 為電 阻性負載的阻抗。 圖 4 Boost 電路的拓撲結構 對光伏電池陣列進行最大功率跟蹤過程中， 工作電壓的控制是通過 Boost 升壓電路完成 的。當占空比 D 越大時，Boost 電路的輸入阻抗就越小， 占空比 D 越小