一种基于模糊控制的光伏发电系统的MPPT控制

技不

种基于模糊控制的光伏发电系统的 MP P T控制 徐锋

(台州职业技术学院自动化研究所,浙江台州 3 1 8 0 0 0)

摘要:分析了光伏电池的特性和光伏发电系统 MP P T控制的原理,指出了传统的扰动观察法、电导增量法等 MP P T控制 方法的缺点。针对传统 MP P T控制方法存在的问题,提出了将模糊控制应用于光伏电池最大功率点跟踪控制的思想,设计了一种占空比扰动观察法与模糊控制技术相结合的 MP P T控制方法。通过分析光伏电池的特性和 MP P T跟踪的特

点,制订了模糊控制方案,通过 MA T L AB仿真,获得了理想的结果,证明该方法具有响应速度快、抑制振荡效果好等优 点。

关键词:光伏电池;最大功率点跟踪( MP P T );模糊控制

中图分类号: T M 9 1 4文献标识码: A

文章编号: 1 0 0 2— 0 8 7 X( 2 0 1 4 ) 0 1— 0 0 9 2— 0 5

No v e l f u z z y c o n t r o l— b a s e d MP P c o n t r o l o n p h o t o v o l t a i c p o we r s y s t e m XU Fe n g

( I n s t i t u t e o f Au t o ma t i o n, T a i z h o u v o c a t i o n a l a n d t e c h n i c a l c o l l e g e, T a ̄ h o u Z h e j i a n g 3 1 8 0 0 0, C h i n a ) Ab s t r a c t: Ch a r a c t e r i s t i c s o f t h e p h o t o v o l t a i c a r r a y a n d t h e p r i n c i p l e o f MPP T c o n t r ol f o r p h o t o v o l t ai c p o we r s y s t e m

we r e i n t r o d u c e d .D i s a d v a n t a g e s o f p r e v i o u s MP P T c o n t r o l me t h o d s,s u c h a s P e r t u r b a t i o n a n d Ob s e r v a t i o n( P& O), I n c r e me n t a l C o n d u c t a n c e( I n c Co n d )e t c ., we r e a n a l y z e d . I n

o r d e r t o i s s u e t h e s e p r e s e n t e d p r o b l e ms。 a n o v e l f u z z y c o n t r o l - b a s e d p h o t o v o l t a i c ma x j mu m p o w e r p o i n t t mc k i n g c o n t r o l t h e o ̄i s p r o p o s e d,w h i c h i s a c o mb i n a t i o n o f d u t y c y c l e p e r t u r b a t i o n a n d o b s e va r t i o n a n d a f u z z y c o n t r o l s t r a t e g y . Ac c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f p h o t o v o l t a i c a r r a y a n d M PP T t r a c k i n g f e a t u r e s,t h e f u z z y c o n t r o l s c h e me wa s d e v e l o p e d .Th r o u g h MATL AB e mu l a t o r,a n i d e a l r e s u l t wa s a c h i e v e d . Th e s i mu l a t i on r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h i s me t h o d h a s f a s t r e s p o n s e a n d c a n r e s t r a i n o s c i l l a t i o n e f e c t i v e l y .

K e y wor d s: p h o t o v o l t a i c; M PP T; f u z z y c o n t r o I

在光伏发电系统中,光伏电池的利用率除了与电池内部的特性有关外,还与使用环境如辐照度、温度和负载等因素有 关。在不同的条件下,光伏电池可运行在不同且唯一的最大功

不明显,而短路电流 k则随辐照度增加明显上升,如图 1 ( a )所示。在相同输出电压下,由于输出电流随辐照度增加上升明显,导致最大功率点的输出功率 P m也随辐照度上升明显增 大,如图 1 ( b)所示。

率点 ( MP P)上。寻找光伏电池最大功率转换点,以最大限度地将光能转化为电能,对提高光伏电池的转换率具有极其重要的意义。利用自动

控制方法实现光伏电池始终运行在最大 功率输出点的技术称为最大功率点跟踪 ( MP P T)技术l 1 1。

图 2是保持对光伏电池辐照度不变时,电池的输出电流、 输出功率与电压随温度和负载变化时的 u_和 P _ 曲线族。

可见温度对电池的短路电流 k影响微弱。开路电压 L k随温度上升变化明显,导致最大功率点功率 P m随温度上升有明显 下降。

1光伏电池的输出特性 光伏电池的输出功率受环境影响很大,特别是辐照度和 环境温度对光伏电池的输出电压和输出电流有极大的影响。

辐照度和温度是影响电光电池输出功率的两个重要的参数【】。 通过实验可以得到光伏电池的 U,和P . U两组典型曲线族,分别如图 l和图 2所示。图 l是在光伏电池温度不变时,电池的输出电流、输出功率与电压随辐照度以及负载变化的, r和P _ 曲线族_ l _。可见开路电压 L 随辐照度的变化 收稿 E l期: 2 0 1 3— 0 6— 2 1

作者简介:徐锋( 1 9 8 2一 )。男,浙江省人,副教授,主要研究方向

为检测与控制、自动化技术、电力电子技术、光伏太阳能 M P P T控制技 术。 。

, V

2 0 1 4 . 1 V O 1 . 3 8 N o . 1

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