恒定电压法

聃坡论坛　民营科技２０１２年第１０期　

基于扰动观察法的Ｂｏｏｓｔ电路实现光伏阵列的　

ＭＰＰＴ　策略　

高原　

（秦皇岛市引青管理局，河北秦皇岛０６６００１）　

摘要：由于光伏阵列输出特性具有非线性，为了提高光伏发电系统的输出效率，需要对其进行最大功率点跟踪（ＭＰＩｙｒ），提出了　

基于扰动观察法的最大功率点跟踪方法。该控制方法以光伏输出功率的变化为判断依据，通过对光伏电池的输出电压进行调节．从而　

实现最大功率点跟踪。　

关键词：光伏阵列发电；最大功率点跟踪；扰动观察法　

太阳能作为一种无污染、可再生的能源，日益受到人们的关　

注，光伏发电在未来的供电系统中扮演着重要的角色＿１ｌ。但是，光　

伏发电由于其核心光伏阵列具有非线性的输出特性，受光照强　

度、环境温度和负载的影响较大导致输出功率不稳定，发电效率　

降低。因此如何进一步提高光伏阵列的转换效率，充分利用其转　

换的能量实现最大功率跟踪，一直是光伏发电系统研究的一项重　

要课题。　

由于电池表面温度和日照强度的变化都可以导致输出特性　

发生较大的变化，为了提高光伏系统的效率，充分利用光伏阵列　产生的能量，因此需要光伏阵列的输出始终保持最大，系统要求　

实时地跟踪光伏阵列的最大功率点。要解决此问题可在光伏阵列　

与负载之间加入最大功率点跟踪装置，即ＭＰＰＴ。由于光伏发电系　

统在拓扑结构、负载特性等方面的差异，光伏阵列最大功率跟踪　

的方法也多种多样。目前比较常见的控制方法有扰动观察法　

（Ｐｅｒｕｒｈａｔｉｏｎ＆Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，Ｐ＆Ｏ）、恒定电压法（ＣＶＴ）、电导增量法、　

模糊逻辑控制法等。其中，扰动观察法应用最多，但是传统的扰动　

观察法在跟踪精度和响应速度上始终存在着矛盾，使得系统不能　

兼顾两者达到最佳控制效果。　

１　扰动观察法原理　扰动观测法的原理就是扰动功率变换器的占空比，引起光伏　

阵列输出电压的变化，然后通过观测其后的功率变化方向，确定　

最大功率点（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｏｉｎｔ，ＭＰＰ）的位置。该方法的实现　

一种变步长扰动观察法在光伏MPPT中的应用

张光明;刘毅力;马龙涛;叶炳均

【摘 要】针对传统扰动观察法的扰动步长选取无法兼顾跟踪速度和稳态精度的缺陷,对传统扰动观察法进行改进,设计了一种变步长扰动观察法.首先分析光伏电池输出的P-U曲线的特点,然后阐述了基于Boost电路实现光伏最大功率点跟踪(MPPT,maximum power point tracking)的控制系统及其工作原理,最后利用Matlab/Simulink搭建基于传统算法以及改进算法的光伏发电MPPT仿真模型,并在同一环境下对这2种算法的跟踪效果进行仿真对比.结果表明,改进的算法有效弥补了传统算法的缺陷,在快速跟踪最大功率点的同时又保证了跟踪的精度,具有良好的动态性能和稳态性能.

【期刊名称】《西安工程大学学报》

【年(卷),期】2019(033)004

【总页数】7页(P433-439)

【关键词】P-U曲线;最大功率点跟踪;Boost电路;扰动观察法;变步长;仿真分析

【作 者】张光明;刘毅力;马龙涛;叶炳均

【作者单位】西安工程大学 电子信息学院,陕西 西安 710048;西安工程大学 电子信息学院,陕西 西安 710048;国网陕西省电力公司 铜川供电公司,陕西 铜川

727000;西安工程大学 电子信息学院,陕西 西安 710048

【正文语种】中 文

【中图分类】TM615

0 引 言

随着全球人口的持续增长和经济的不断发展,能源危机和环境污染问题日渐突出,开发研究清洁再生能源已经成为人类社会的共识。由于光伏发电在发电过程中没有污染和噪声等诸多优点,所以目前成为国内外研究的热点[1-2]。光伏电池作为光伏发电系统的能量提供单元,其功率输出是随着太阳光照强度以及环境温度的变化而变化的,但是在一定的工作环境下,电池都具有唯一的最大功率输出点,因此为了使电池输出功率最大化,应当实时调节电池的工作点,使其一直工作在最大功率点附近,即MPPT技术[3]。

MPPT的三点比较法与登山法比较分析

龙腾飞;丁宣浩;蔡如华

【期刊名称】《大众科技》

【年(卷),期】2007(000)008

【摘 要】文章首先介绍了光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)控制中的三点比较法和登山法的跟踪原理,详细讨论了它们各自的优劣并作了算法上的比较,指出登山法两大不完善之处;最后得出结论:三点比较法在跟踪稳定性方面效果更好,可应用于光强变化较大的场合;登山法算法简单投入成本相对较低,,适用于静止安装的光伏系统.

【总页数】4页(P48-50,74)

【作 者】龙腾飞;丁宣浩;蔡如华

【作者单位】桂林电子科技大学数学与计算科学学院,广西,桂林,541004;桂林电子科技大学数学与计算科学学院,广西,桂林,541004;桂林电子科技大学数学与计算科学学院,广西,桂林,541004

【正文语种】中 文

【中图分类】TK51

【相关文献】

1.扰动观察法与滞环比较法实现MPPT的比较分析 [J], 郭会娜;黄洪全

2.恒定电压法与变步长滞环比较法结合的MPPT算法研究 [J], 李俊良;王新涛;史吏;周龙;杨永华;郭玉天

3.恒定电压法与变步长滞环比较法结合的MPPT算法研究 [J], 王航行;李程春;郭玉天 4.基于在线短路电流法和变步长滞环比较法的双模式MPPT算法研究 [J], 邢晶;金海

5.基于恒压法和变步长滞环比较法结合的MPPT算法研究 [J], 卢可可;张寅孩

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太　阳　能第3期　总第359期2024年3月No.3　Total No.359Mar., 2024SOLAR ENERGY

340 引言

中国已建成很多大型的风电场及光伏电站，

通过采用集中式控制策略保证其整体的输出功

率可控，且此种控制策略已较为成熟，应用也

很广泛[1]。然而对于一些小型风电机组和小型

光伏发电系统而言，更多的是需要采用针对小

型设备的控制策略，因为这些系统只有成本较

低才具有应用价值[2]。而采用风电、光伏发电

和蓄电池综合输出的新能源发电系统(即“风

光储直流微电网”)常用的控制策略为最大功率

点跟踪(MPPT)策略。

文献[3]建立了光伏组件仿真模型及MPPT

模型用于分析温度和光照强度对光伏组件输出特

性的影响，并将Boost升压斩波电路用于光伏组

件硬件电路，但此方式未能保证光伏组件输出电

压恒定。文献[4]介绍了光伏发电系统常用的光

伏MPPT方法，例如：恒定电压法、扰动观察法、电导增量法等，并提出了基于模糊控制器的MPPT方法，但该方法使用时模糊控制器的模糊

参数需要根据实际情况调试，在不同条件下参数

差异较大，不易在工程实践中推广。文献[5]介

绍了小型风电机组常用的硬件电路方案，但由于

负载的阻值恒定，导致该电路仅能跟踪稳定功率

而无法跟踪最大功率点。文献[6]介绍了风电机

组常用的MPPT方法，例如：爬山搜索法、最佳

叶尖速比法等，并提出了基于模糊比例-积分-微分(PID)控制算法的MPPT方法，但该方法同

样存在模糊参数需调试的问题。文献[7]介绍了

常用的双向DC-DC变换器的硬件结构，但未对

该变换器的电路结构进行深入分析。文献[8]介

绍了混合储能系统的控制策略，通过电压外环控

制、电流内环控制的双闭环比例-积分(PI)控制策略维持了直流母线电压的稳定，但未涉及风电

机组转速稳定性及MPPT策略。

收稿日期：2023-03-27基金项目： 河北省自然科学基金(E2019208443)；河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2021202)；国家级大学生创新创业训练计划项目(202210081012）通信作者： 张岩(1983—)，男，博士、副教授，主要从事静电理论与电磁环境效应方面的研究。yanyanfly163@DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20230327.01 文章编号：1003-0417(2024)03-34-12