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新型光伏电池功率点跟踪控制方案

新型光伏电池功率点跟踪控制方案
来源:我爱方案网 时间:2012-09-06

导言:本文通过对几种常见的MPPT控制方法的比较研究,提出一种改进爬山法,并对其进行仿真实验,仿真实验证明基于变步长的改进爬山法能够克服爬山法存在的振荡现象和能量的损失,并且结合CVT启动能够更加快速地实现功率点跟踪。因此改进爬山法克服了常规跟踪算法中存在的效率低、 能量损失大、不稳定等的缺点,可以很好地适应各种场合对光伏系统MPPT控制的要求,是一种较理想的MPPT控制方案。

光伏电池模型及输出特性

1.光伏电池的数学模型


在光照强度和环境温度一定时,光伏电池既非恒压源,也非恒流源,也不可能为负载提供任意大的功率,是一种非线性直流 电源 。其等效电路如图1所示。图1 中,UJ为PN结电压,Id为光伏电池在无光照时的饱和电流,Id=Io{EU+IRS) nKT-1}。一个理想的太阳能电池,由于串联电阻RS很小,旁路电阻Rsh很大,所以在进行理想电路的计算时,它们均可忽略不计。由图1的太阳能光伏电 池等效电路得出:I=Iph-I0[eq(U+IRS) nKT -1]- U+IR (1)式中,I为光伏电池输出电流;I0为PN结的反向饱和电流;Iph为光生电流;U为光伏电池输出电压;q为电子电荷,q=1.6伊10-19 C;k为波尔兹曼常数,k=1.38伊10-23 J/K;T为热力学温度;n为N结的曲线常数;Rs,Rsh为光伏电池的自身固有电阻。



图1 光伏电池等效电路

2 光伏电池电气特性

光伏电池的输出特性主要通过I-U和P-U特性曲线来加以体现,如图2所示。


图2 光伏电池的I-U和P-U特性曲线

从图2中可以看出,光伏电池的输出特性曲线与工作环境的光照、温度等因素有着密切的关系,且具有明显的非线性特性,在一定的光照及温度条件下,电池具有的功率点,所以为了实现光伏发电系统的输出功率的化,需要对光伏电池的输出功率进行功率点跟踪。


第二页:MPPT控制方法的对比分析

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