風(fēng)光儲直流微電網(wǎng)的雙輸入MPPT控制策略分析

金葉 邢凱淞 張哲 張巖

摘 要：針對以輸出功率為判斷標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)的單輸入擾動觀察法（下文簡稱為“傳統(tǒng)擾動觀察法”）存在的弊端，提出一種可用于風(fēng)光儲直流微電網(wǎng)的雙輸入變步長擾動觀察法（下文簡稱為“雙輸入MPPT控制策略”），并對風(fēng)電機組和光伏發(fā)電系統(tǒng)分別采用兩種控制策略時的占空比、發(fā)電效率等進行了對比分析。分析結(jié)果顯示：相較于傳統(tǒng)擾動觀察法，風(fēng)電機組采用雙輸入MPPT控制策略追蹤最大功率點后，擾動步長減小90%的同時追蹤時間減少了72.3%；光伏發(fā)電系統(tǒng)采用雙輸入MPPT控制策略追蹤最大功率點后，擾動步長減小90%的同時追蹤時間減少了39%。仿真結(jié)果驗證了雙輸入MPPT控制策略的有效性，該策略適用于電感參與調(diào)壓的多種場景。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；風(fēng)電；蓄電池；風(fēng)電機組；微電網(wǎng)；最大功率點跟蹤；擾動觀察法

中圖分類號：TM615/TM614 文獻標(biāo)志碼：A

0? 引言

中國已建成很多大型的風(fēng)電場及光伏電站，通過采用集中式控制策略保證其整體的輸出功率可控，且此種控制策略已較為成熟，應(yīng)用也很廣泛[1]。然而對于一些小型風(fēng)電機組和小型光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，更多的是需要采用針對小型設(shè)備的控制策略，因為這些系統(tǒng)只有成本較低才具有應(yīng)用價值[2]。而采用風(fēng)電、光伏發(fā)電和蓄電池綜合輸出的新能源發(fā)電系統(tǒng)（即“風(fēng)光儲直流微電網(wǎng)”）常用的控制策略為最大功率點跟蹤（MPPT）策略。

文獻[3]建立了光伏組件仿真模型及MPPT模型用于分析溫度和光照強度對光伏組件輸出特性的影響，并將Boost升壓斬波電路用于光伏組件硬件電路，但此方式未能保證光伏組件輸出電壓恒定。文獻[4]介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)常用的光伏MPPT方法，例如：恒定電壓法、擾動觀察法、電導(dǎo)增量法等，并提出了基于模糊控制器的MPPT方法，但該方法使用時模糊控制器的模糊參數(shù)需要根據(jù)實際情況調(diào)試，在不同條件下參數(shù)差異較大，不易在工程實踐中推廣。文獻[5]介紹了小型風(fēng)電機組常用的硬件電路方案，但由于負載的阻值恒定，導(dǎo)致該電路僅能跟蹤穩(wěn)定功率而無法跟蹤最大功率點。文獻[6]介紹了風(fēng)電機組常用的MPPT方法，例如：爬山搜索法、最佳葉尖速比法等，并提出了基于模糊比例-積分-微分（PID）控制算法的MPPT方法，但該方法同樣存在模糊參數(shù)需調(diào)試的問題。文獻[7]介紹了常用的雙向DC-DC變換器的硬件結(jié)構(gòu)，但未對該變換器的電路結(jié)構(gòu)進行深入分析。文獻[8]介紹了混合儲能系統(tǒng)的控制策略，通過電壓外環(huán)控制、電流內(nèi)環(huán)控制的雙閉環(huán)比例-積分（PI）控制策略維持了直流母線電壓的穩(wěn)定，但未涉及風(fēng)電機組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性及MPPT策略。

考慮到上述文獻的不足，本文在改進以輸出功率為判斷標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)單輸入擾動觀察法（下文簡稱為“傳統(tǒng)擾動觀察法”）的基礎(chǔ)上，提出一種可用于風(fēng)光儲直流微電網(wǎng)的雙輸入變步長擾動觀察法（下文簡稱為“雙輸入MPPT控制策略”），即該策略通過控制直流母線電壓維持在恒定值來調(diào)整風(fēng)電機組和光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓，并進行對比驗證。

1? 基于雙輸入MPPT控制策略的風(fēng)光儲直流微電網(wǎng)介紹

本文利用Matlab/Simulink軟件建立了基于雙輸入MPPT控制策略的風(fēng)光儲直流微電網(wǎng)仿真模型，其中，儲能系統(tǒng)采用蓄電池。該控制策略通過調(diào)整直流母線電壓可控制儲能系統(tǒng)在充電模式和放電模式之間切換，從而形成直流微電網(wǎng)。基于雙輸入MPPT控制策略的風(fēng)光儲直流微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。圖中：C1為電容；U1為電壓采集模塊；u為模塊內(nèi)通過的電壓；Udc為直流母線電壓。采用與電容并聯(lián)的電阻來模擬用電負荷，通過電壓采集模塊對直流母線電壓進行實時監(jiān)測，觀察各子系統(tǒng)的工作情況。

本微電網(wǎng)采用永磁直驅(qū)型風(fēng)電機組，通過不控整流電路將風(fēng)電機組發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再通過Boost升壓斬波電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓為儲能系統(tǒng)充電。該風(fēng)電機組采用雙輸入MPPT控制策略，可維持功率系數(shù)為最大值。光伏發(fā)電系統(tǒng)同樣采用雙輸入MPPT控制策略，可使其輸出電壓和輸出電流保持在最大功率點下的理論最佳輸出電壓和理論最佳輸出電流。根據(jù)Matlab/Simulink 軟件的多次仿真結(jié)果顯示，該微電網(wǎng)中風(fēng)電機組的發(fā)電效率達到98%以上，光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率達到99%以上才符合設(shè)計要求；雙輸入MPPT控制策略可使本微電網(wǎng)具有更快的追蹤速度、更好的控制精度及更高的發(fā)電效率。本微電網(wǎng)的工作流程圖如圖2所示。圖中：?d為擾動步長；v為風(fēng)速；?Pm、?P分

別為風(fēng)電機組和光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率變化量；P為輸出功率；?U為輸出電壓變化量；U為輸出電壓；Cp為風(fēng)能利用系數(shù)，代表風(fēng)電機組能夠從風(fēng)能中吸收的能量比例，風(fēng)能利用系數(shù)是一個有關(guān)葉尖速比和槳距角的非線性函數(shù)，根據(jù)貝茨極限理論，其理論最大值為0.593；?Cp為風(fēng)能利用系數(shù)變化量；λ為葉尖速比；?λ為葉尖速比變化量；D為占空比；U*為目標(biāo)電壓值。

2? 各子系統(tǒng)的控制策略分析

2.1 儲能系統(tǒng)充放電控制

儲能系統(tǒng)需具有提供電能和儲存電能的功能，也意味著其必須具備電能雙向變換的能力，因此本微電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)采用雙向DC-DC變換裝置。本儲能系統(tǒng)的主電路仿真圖如圖3所示。圖中：S1、S2分別為IGBT1和IGBT2的控制開關(guān)；g、E、C分別為柵極、發(fā)射極、集電極；VM為電壓測量模塊；IL6為電流測量模塊；i為模塊內(nèi)通過的電流；Isc為蓄電池的電流；L為電感；Usc為蓄電池的電壓。

圖3所示主電路為雙向半橋DC-DC變換電路，其橋臂上有兩個同向的IGBT模塊且這兩個IGBT模塊的控制開關(guān)狀態(tài)互補（即不能同時導(dǎo)通或關(guān)斷）。電壓測量模塊負責(zé)監(jiān)測蓄電池電壓，電流測量模塊負責(zé)監(jiān)測蓄電池電流。

本儲能系統(tǒng)的主電路存在兩種工作模式：

1） Boost升壓斬波模式。此模式下若S1導(dǎo)通、S2關(guān)斷，則蓄電池將能量轉(zhuǎn)移到電感上；若S1關(guān)斷、S2導(dǎo)通，則蓄電池和電感共同向直流母線充電，可保持直流母線電壓穩(wěn)定。

2）Buck降壓斬波模式。此模式下若S1關(guān)斷、S2導(dǎo)通，直流母線向電感和蓄電池同時充電；若S1導(dǎo)通、S2關(guān)斷，電感將存儲的能量轉(zhuǎn)移至蓄電池。

對儲能系統(tǒng)仿真時采用Matlab/Simulink軟件自帶的蓄電池模塊，設(shè)置直流母線電壓為400 V，由電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)PI控制策略決定主電路IGBT模塊的占空比。仿真結(jié)果顯示，雙閉環(huán)PI控制策略可使直流母線電壓穩(wěn)定在400 V不變，具體如圖4所示。

根據(jù)電感電流的流動方向可以確定主電路的工作模式：

1）當(dāng)接入負載時，直流母線電壓降低，需要蓄電池提供能量維持直流母線電壓穩(wěn)定，電感電流由蓄電池流向直流母線，此時主電路工作在Boost升壓斬波模式。風(fēng)電機組、光伏發(fā)電系統(tǒng)與蓄電池的總輸出功率與負載消耗的總功率相當(dāng)。當(dāng)接入負載時蓄電池的輸出功率曲線、荷電狀態(tài)（SOC）曲線分別如圖5、圖6所示。

2）當(dāng)不接入負載或負載功率較低時，可將蓄電池看作負載，直流母線電壓較高，需向蓄電池輸出能量保持電壓穩(wěn)定，電感電流由直流母線流向蓄電池電路，此時主電路工作在Buck降壓斬波模式。風(fēng)電機組、光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率與蓄電池接收的功率相等。當(dāng)不接入負載時蓄電池的輸出功率曲線、SOC曲線分別如圖7、圖8所示。

2.2? 風(fēng)電機組MPPT控制策略

對于永磁直驅(qū)型風(fēng)電機組，其輸出功率Pm、

風(fēng)輪吸收的風(fēng)能支撐風(fēng)電機組葉片旋轉(zhuǎn)，穩(wěn)態(tài)時風(fēng)輪輸出功率和風(fēng)電機組輸出功率數(shù)值相等，即風(fēng)電機組輸出功率可表示：

式中：ρ為空氣密度；R為風(fēng)輪半徑。

建立風(fēng)電機組的主電路仿真模型，如圖9所示。圖中：A、B、C分別代表A相線、B相線、C相線；p為風(fēng)電機組的輸入功率；K為目標(biāo)輸出功率的系數(shù)；Cw為風(fēng)電機組的發(fā)電效率；m為風(fēng)電機組內(nèi)部測量信息的輸出端。

圖9中的風(fēng)電機組整流及升壓模塊采用三相不控整流電路和Boost升壓斬波電路，占空比由風(fēng)電機組MPPT模塊控制。該方法是對占空比施加一定步長的擾動，當(dāng)占空比增大時觀察風(fēng)電機組輸出功率是否增大，若增大，則繼續(xù)增大占空比；反之，則減小占空比。

當(dāng)占空比設(shè)置為0.5和0.6時，可測得在兩種風(fēng)速下風(fēng)電機組的輸出參數(shù)，具體如表1所示。

由表1可知：增加占空比能降低風(fēng)電機組輸出的整流電壓，進而降低風(fēng)電機組的角速度；角速度降低會使葉尖速比向最佳葉尖速比靠近，進而增大風(fēng)能利用系數(shù)，風(fēng)電機組輸出功率也隨之增大，并向最大輸出功率移動。

不同槳距角時風(fēng)電機組的風(fēng)能利用系數(shù)曲線如圖10所示。圖中：β為槳距角；Cp，max為風(fēng)能利用系數(shù)最高值。

由圖10可知：在槳距角為零的情況下，當(dāng)葉尖速比降低至8.1時，風(fēng)能利用系數(shù)可達到最高值0.48。

設(shè)置占空比為0.5、擾動步長為0.005時，運行風(fēng)電機組MPPT模塊后，觀測到風(fēng)電機組輸出功率持續(xù)上升至理論最大值1940 W；風(fēng)能利用系數(shù)持續(xù)升高至0.48，具體如圖11所示；此時風(fēng)電機組轉(zhuǎn)矩升高至178 N·m、角速度降低至10.9 rad/s。不同運行時間時，風(fēng)電機組占空比Dm曲線如圖12所示。由圖12可知：在較短時間內(nèi)，風(fēng)電機組占空比就達到了相對穩(wěn)定。當(dāng)風(fēng)電機組占空比穩(wěn)定在0.7左右時，風(fēng)電機組發(fā)電效率可達98%以上。

綜上可知，大擾動步長的設(shè)置可以提高風(fēng)電機組發(fā)電效率，加快最大功率點的追蹤速度。但是傳統(tǒng)擾動觀察法存在缺陷，其無法兼顧減小振幅和提高追蹤速度這兩個目標(biāo)。通過分析風(fēng)電機組的硬件電路可以發(fā)現(xiàn)，Boost升壓斬波電路存在電感，使風(fēng)電機組輸出電流產(chǎn)生與電力電子開關(guān)同頻率的震蕩，這種震蕩也會影響風(fēng)電機組輸出功率曲線，使其出現(xiàn)波動。由于傳統(tǒng)擾動觀察法只有輸出功率這一個輸入?yún)?shù)，無法正確區(qū)分輸出功率的傳遞方向。在擾動步長較小的情況下，當(dāng)出現(xiàn)通過調(diào)整占空比造成的輸出功率變化小于或等于輸出電流波動引起的輸出功率變化的情況時，則說明傳統(tǒng)擾動觀察法是失效的，因此必須增大擾動步長。該傳統(tǒng)擾動觀察法中占空比的擾動步長調(diào)整為0.005時最大功率點追蹤效果較好，但造成占空比具有較大波動，影響風(fēng)電機組發(fā)電效率繼續(xù)提升。較大的擾動步長也會造成風(fēng)電機組轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、輸出的整流電壓都有較大波動。

為避免風(fēng)電機組輸出電流波動對追蹤速度造成的影響，參考風(fēng)電機組極值搜索法[9]和變步長控制策略，設(shè)計了雙輸入MPPT控制策略，以替代傳統(tǒng)擾動觀察法。風(fēng)電機組雙輸入MPPT控制策略仿真模型如圖13所示。圖中：n為當(dāng)前采樣時刻。

結(jié)合式（1）、式（2）、圖10可知：當(dāng)槳距角為零時，風(fēng)電機組的每1個葉尖速比都有1個風(fēng)能利用系數(shù)與其相對應(yīng)，且兩者之間為非線性關(guān)系[10]。

根據(jù)電磁感應(yīng)定律：

式中：Um為風(fēng)電機組的輸出電壓；B為磁感應(yīng)強度；l為導(dǎo)線長度。

根據(jù)式（2），可將檢測得到的風(fēng)電機組輸出功率與固定倍數(shù)的風(fēng)速三次方的比值作為風(fēng)能利用系數(shù)；結(jié)合式（1）～式（3）可知，風(fēng)電機組輸出電壓與風(fēng)電機組角速度線性相關(guān)。因此可將風(fēng)電機組輸出電壓與固定倍數(shù)的風(fēng)速的比值作為葉尖速比。這就避免了對小型風(fēng)電機組進行復(fù)雜的有關(guān)風(fēng)能利用系數(shù)的函數(shù)擬合。對于風(fēng)能利用系數(shù)變化量和葉尖速比的變化量而言，若二者都為正，代表擾動為負且方向正確，應(yīng)繼續(xù)增大風(fēng)電機組的輸出電壓，減小占空比；若二者都為負，代表擾動為正但方向錯誤，應(yīng)增大風(fēng)電機組的輸出電壓，減小占空比。二者為一正一負時，若風(fēng)能利用系數(shù)變化量為正、葉尖速比的變化量為負，代表擾動為正且方向正確；若風(fēng)能利用系數(shù)變化量為負、葉尖速比的變化量為正，代表擾動為負且方向錯誤，這兩種情況都應(yīng)減小風(fēng)電機組的輸出電壓，增大占空比。

在風(fēng)電機組發(fā)電效率低于98%時采用雙輸入MPPT控制策略，在風(fēng)電機組發(fā)電效率高于98%后切換至固定占空比狀態(tài)，這樣可使風(fēng)電機組在快速跟蹤到最佳占空比后保持占空比恒定，提高其工作效率。

2.3? 光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制策略

本光伏發(fā)電系統(tǒng)采用Boost升壓斬波電路升高光伏陣列輸出電壓，占空比是由輸出功率經(jīng)擾動觀察模塊比較后輸出。光伏發(fā)電系統(tǒng)的主電路仿真模型如圖14所示。圖中：PV為光伏陣列模塊；T為環(huán)境溫度；S為太陽輻照度；Upv為光伏陣列輸出電壓；Ppv為光伏陣列輸出功率；Ipv為光伏陣列輸出電流；Dpv為光伏陣列占空比。

光伏發(fā)電系統(tǒng)以環(huán)境溫度、太陽輻照度及光伏陣列輸出電壓作為輸入?yún)?shù)，經(jīng)電壓測量模塊和電流測量模塊測量后將數(shù)值傳至控制系統(tǒng)。

將占空比保持在0.5，可觀測到光伏陣列輸出電壓保持在200 V，輸出電流較大，輸出功率無法追蹤最大功率點，發(fā)電效率偏低。固定占空比時光伏陣列的輸出功率曲線如圖15所示。圖中：紅線是經(jīng)計算得出的光伏陣列理論最大輸出功率曲線；藍線是在固定占空比情況下得到的光伏陣列輸出功率曲線。

設(shè)置占空比為0.5，擾動步長為0.01，則光伏陣列輸出電壓和輸出電流跟隨最大功率點電壓和最大功率點電流，此時，輸出功率始終跟蹤最大功率點。采用傳統(tǒng)擾動觀察法時光伏陣列的輸出功率曲線如圖16所示。圖中：紅線是經(jīng)計算得出的光伏陣列理論最大輸出功率曲線；藍線是在固定占空比情況下得到的光伏陣列輸出功率曲線。

由圖17可知：盡管傳統(tǒng)擾動觀察法下得到的光伏陣列占空比曲線可以追蹤并保持在最佳占空比（0.4）附近，但無法兼顧追蹤速度與精度，而提高追蹤速度必然要付出精度降低導(dǎo)致占空比劇烈波動的代價。

光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流波動會造成其輸出功率的波動，為避免輸出電流波動對追蹤速度的影響，參考電導(dǎo)增量法[4]和變步長控制策略設(shè)計了雙輸入MPPT控制策略替代傳統(tǒng)擾動觀察法。該控制策略的工作原理可概括為：

1）檢測光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率變化量和輸出電壓變化量，若二者都為正，代表擾動為負且方向正確，應(yīng)繼續(xù)增大光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓，減小占空比。若二者都為負，代表擾動為正且方向錯誤，應(yīng)增大光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓，減小占空比。當(dāng)二者為一正一負時，若輸出功率變化量為正、輸出電壓變化量為負，則代表擾動為正且方向正確；若輸出功率變化量為負、輸出電壓變化量正，則代表擾動為負且方向錯誤，兩種情況都應(yīng)減小光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓，增大占空比。

2） 光伏發(fā)電系統(tǒng)將在輸出效率達到99%后切換至固定占空比狀態(tài)。

光伏發(fā)電系統(tǒng)雙輸入MPPT控制策略仿真模型如圖18所示。圖中：Cpv為光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。

3? 雙輸入MPPT控制策略效果及結(jié)果分析

利用Matlab/Simulink軟件對采用雙輸入MPPT控制策略的風(fēng)光儲直流微電網(wǎng)各子系統(tǒng)進行仿真，仿真參數(shù)如表2所示，仿真結(jié)果如表3所示。

分析表3數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：風(fēng)電機組和光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際輸出電壓比理論值高，這是因為雙輸入MPPT控制策略采用的是先升壓再降壓的功率追蹤方法，能更快追蹤到最大功率點。光伏發(fā)電系統(tǒng)在電感的幫助下甚至能有比理論最大值更大的瞬時輸出功率。

雙輸入MPPT控制策略下的風(fēng)電機組占空比曲線、風(fēng)電機組擾動方向、風(fēng)電機組發(fā)電效率曲線及傳統(tǒng)擾動觀察法下的風(fēng)電機組發(fā)電效率曲線分別如圖19～圖22所示。

結(jié)合圖10、圖19～圖22可知：在槳距角為零的情況下，葉尖速比達到最大值之前，風(fēng)能利用系數(shù)逐漸升高，此時占空比先下降；風(fēng)能利用系數(shù)到達最高點0.48后，隨著葉尖速比升高，風(fēng)能利用系數(shù)開始降低，占空比逐漸升高。在葉尖速比達到最大值后，持續(xù)升高的占空比使葉尖速比開始下降，風(fēng)能利用系數(shù)升高，直至風(fēng)電機組發(fā)電效率達到98%以上，此時，風(fēng)電機組切換擾動步長，運行在固定占空比狀態(tài)，使風(fēng)電機組維持在最高輸出功率直至風(fēng)速發(fā)生變化。

雙輸入MPPT控制策略下的光伏發(fā)電系統(tǒng)占空比曲線、光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出電壓曲線、光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率曲線及傳統(tǒng)擾動觀察法下的光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率曲線分別如圖23～圖26所示。

結(jié)合圖23～圖26可知：在光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出電壓升高至開路電壓之前，占空比短暫降低，接近開路電壓時，輸出電流為零，輸出功率為零，此時占空比開始升高，升高期間隨著輸出電壓降低和輸出功率的升高，占空比持續(xù)升高；由于輸出電流較小，其波動對輸出功率的影響未能使輸出功率降低，因此剔除了輸出電流波動的影響。光伏發(fā)電系統(tǒng)可以在較小擾動步長下以很短的時間達到目標(biāo)占空比，到達目標(biāo)占空比后切換擾動步長至固定占空比狀態(tài)。

雙輸入MPPT控制策略避免了Boost升壓斬波電路的固有缺陷，達到了剔除電感電流脈動對擾動方向檢測的干擾，對比傳統(tǒng)擾動觀察法，雙輸入MPPT控制策略反應(yīng)迅速，無雜波干擾，且到達目標(biāo)占空比后迅速穩(wěn)定，因此可以做到追蹤精度和追蹤速度的同時控制，具有工程實用價值。

綜上可知，相較于傳統(tǒng)的擾動觀察法，采用雙輸入MPPT控制策略后，風(fēng)光儲直流微電網(wǎng)各子系統(tǒng)的占空比曲線更平滑，追蹤時間更短且追蹤至目標(biāo)占空比后能保持在目標(biāo)值恒定，這使各系統(tǒng)的輸出功率更高，更具有優(yōu)越性。仿真結(jié)果顯示，相較于傳統(tǒng)擾動觀察法，風(fēng)電機組采用雙輸入MPPT控制策略追蹤最大功率點后，擾動步長減小90%的同時追蹤時間減少了72.3%；光伏發(fā)電系統(tǒng)采用雙輸入MPPT控制策略追蹤最大功率點后，擾動步長減小90%的同時追蹤時間減少了39%。

4? 結(jié)論

本文針對傳統(tǒng)擾動觀察法存在的弊端，提出了一種可用于風(fēng)光儲直流微電網(wǎng)的雙輸入MPPT控制策略，并對風(fēng)電機組和光伏發(fā)電系統(tǒng)分別采用兩種控制策略時的占空比、發(fā)電效率等進行了對比分析。分析結(jié)果顯示：相較于傳統(tǒng)擾動觀察法，風(fēng)電機組采用雙輸入MPPT控制策略追蹤最大功率點后，擾動步長減小90%的同時追蹤時間減少了72.3%；光伏發(fā)電系統(tǒng)采用雙輸入MPPT控制策略追蹤最大功率點后，擾動步長減小90%的同時追蹤時間減少了39%。通過采用先升壓再降壓的方案，能夠很好避免Boost升壓斬波電路中電流波動引起的不良影響，能順利過濾雜波，快速準(zhǔn)確追蹤最大功率點。

在實際工程應(yīng)用中，可利用雙輸入MPPT控制策略的快速追蹤能力和高追蹤精度特性對風(fēng)光儲直流微電網(wǎng)進行數(shù)據(jù)擬合，反推其功率系數(shù)函數(shù)。在直流微網(wǎng)電壓穩(wěn)定的情況下，通過調(diào)整占空比可令接入的光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)電機組均處于MPPT模式。本文所提出的雙輸入MPPT控制策略適用于電感參與調(diào)壓的多種場景。

[參考文獻]

[1] 王宗瑞，李昔真，蘇則立. 中國風(fēng)光互補聯(lián)合發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J]. 節(jié)能，2017，36（8）：4-7，2.

[2] 錢蘇翔，詹彥，熊遠生. 擾動觀察法在小型風(fēng)機MPPT中的仿真研究[J]. 機械設(shè)計與制造，2013（8）：165-168.

[3] 張智龍. 微電網(wǎng)運行仿真技術(shù)及控制策略研究[D]. 沈陽： 東北大學(xué)，2014.

[4] 趙川. 光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤控制系統(tǒng)研究[D]. 西安：長安大學(xué)，2018.

[5] 王鵬. 小型獨立式風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 青島：山東科技大學(xué)，2020.

[6] 邵澤鋒. 基于MPPT算法小型風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)集成控制的研究[D]. 撫順：遼寧石油化工大學(xué)，2019.

[7] 沙夢琪，王勇. 基于母線電壓的儲能直流變換器下垂控制策略[J]. 電力電子技術(shù)，2023，57（2）：56-59.

[8] 敦若楠，郭英軍，孫鶴旭，等. 基于混合儲能的直流微網(wǎng)母線電壓控制策略[J]. 河北工業(yè)科技，2019，36（6）： 384-389.

[9] 程啟明，程尹曼，汪明媚，等. 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中最大功率點跟蹤方法的綜述[J]. 華東電力，2010，38（9）： 1393-1399.

[10] 金葉，張巖，金雨晴，等. 雙饋風(fēng)力發(fā)電機功率控制方式的改進方案及驗證[J]. 電氣應(yīng)用，2023，42（2）：92-101.