基于擾動觀測法的變步長MPPT仿真研究

梁宇

【摘 要】擾動觀測法是一種比較簡單且有效的MPPT控制方法，傳統(tǒng)的擾動觀測法電壓擾動次數(shù)比較多，輸出功率震蕩比較大，穩(wěn)定性差。為此本為提出了一種變步長的擾動觀測法，在最大功率點較遠(yuǎn)處采用較大的步長，在最大功率較近處采用較小步長。仿真結(jié)果表明：與傳統(tǒng)的相比，在不同的光照下，輸出的功率震蕩比較小，可以更快速的達(dá)到最大功率點，有更好的穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】擾動觀測法；MPPT；步長；仿真

【Abstract】Perturbation observation method is a relatively simple and effective MPPT control method. The traditional disturbance observation method has many voltage disturbances， and the output power is relatively large and the stability is poor. For this purpose， we propose a variable step perturbation observation method， which uses a larger step size at the maximum power point and a smaller step size at the nearest maximum power. The simulation results show that compared with the traditional， the output power shock is relatively small under different illumination， and the maximum power point can be reached more quickly， and the stability is better.

【Key words】Disturbance observation method； MPPT； Step size； Simulation

0 引言

隨著傳統(tǒng)的能源日以消耗，新能源得到了很大的重視，近年來也不斷得到發(fā)展，太陽能作為一種清潔的能源，對太陽能的利用是我們現(xiàn)在的一個重要任務(wù)。光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光照強度和外界溫度對光伏電池有著很大的影響[1]，這也導(dǎo)致了輸出不穩(wěn)定，因此人們研究最大功率追蹤，這樣可以提高效率。傳統(tǒng)的擾動觀測法[2-3]簡單有效，但穩(wěn)定性并不是太好，所以本文提出了一種變步長的擾動觀測法，輸出特性較穩(wěn)定，可以更好的追蹤最大功率點，較傳統(tǒng)的擾動觀測法穩(wěn)定性好。

1 擾動觀測法

本文采用的光伏電池的參數(shù)如表1所示：

根據(jù)表1的仿真參數(shù)得到光伏電池在1000W/m2，25℃下的U-P曲線如圖1所示。

由圖1可知，在電壓增大時，如過功率與前者相比也是增大的，那么就在最大功率點的左側(cè)，繼續(xù)增大電壓，相反如果在電壓增大時，功率減小，那么就在最大功率點右側(cè)，此時應(yīng)該減小電壓，這樣直到達(dá)到最大功率點Pmax。

2 改進(jìn)型擾動觀測法

傳統(tǒng)的擾動觀測法采用的是固定步長，穩(wěn)定性較差，因此本文采用的變步長擾動觀測法，在不同的時刻采用不同的步長追蹤最大功率點，離最大功率點較遠(yuǎn)時采用大的步長d1=0.01，在最大功率點較近處采用較小步長d2=0.0001，控制的流程圖如圖2所示。

3 仿真分析

根據(jù)上面的流程圖搭建仿真模型，選取的負(fù)載為30Ω，升壓電路的C1=30uF，L=10mH，C2=300uF。外界溫度為25℃，光照強度在0-0.3s時是1000W/m2，在0.3-0.6s時是800W/m2，在0.6-0.9s時是600W/m2。傳統(tǒng)的波形如圖3，改進(jìn)的波形如圖4，比較兩圖可以看出改進(jìn)的方法可以更快的達(dá)到最大功率。

4 總結(jié)

本文對傳統(tǒng)的和改進(jìn)的擾動觀測法進(jìn)行了分析并進(jìn)行了仿真分析，驗證了改進(jìn)的擾動觀測法比傳統(tǒng)的輸出的功率正當(dāng)比較小，可以更快速的跟蹤最大功率點，穩(wěn)定性也得到了提升，體現(xiàn)出了這種方法的優(yōu)越性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]田勤曼.光伏發(fā)電系統(tǒng)中最大功率跟蹤控制方法的研究[D].天津：天津大學(xué)，2008.

[2]徐海濤，高波，賈皓文，張利.MPPT中一種新型擾動觀察法的算法研究[J].電力科學(xué)與工程.2016，32（4）：41-46.

[3]李勇，程漢湘，陳杏燦，余音.光伏電池輸出特性及其最大功率跟蹤研究[J].華北電力大學(xué)學(xué)報.2017，44（1）：70-76.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]endprint