直流微电网中光伏电池的快速最大功率点跟踪控制.docVIP

  直流微电网中光伏电池的快速最大功率点 跟踪控制# 吴凤江1，俞雁飞2* 5 10 15 20 25 30 35 40 （1. 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，哈尔滨 150001； 2. 合肥阳光电源有限公司，合肥 230088） 摘要：为解决现有直流微电网中光伏电池的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking， MPPT)策略存在的动态响应和稳态精度的矛盾，本文以光伏发电系统数学模型为基础，深入 分析了 Boost 电路占空比对 MPPT 动态控制性能的影响趋势，进而提出新型基于占空比突变 的快速 MPPT 策略。实时判断功率变化率，在功率变化率较大时占空比处于 0 或 1 的饱和 控制方式，在接近稳态时切换为占空比线性闭环控制方式，使系统兼具快速动态响应与高稳 态精度的特性。详细的仿真结果验证了所提出的新型 MPPT 策略的正确性和可行性。 关键词：电力系统；直流微电网；光伏发电系统；最大功率点跟踪；占空比控制 中图分类号：TM7 Fast Maximum Power Point Tracking Control of Photovoltaic Cell in DC Microgrid WU Fengjiang1, YU Yanfei2 (1. Electrical engineering School, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001; 2. Sungrow Power Supply Co., Ltd., Hefei 230088) Abstract: To solve the conflict of dynamic response and static accuracy of Maximum Power Point Tracking (MPPT) of photovoltaic generation systems in DC microgrid, a novel fast MPPT method using duty cycle step change control is proposed in this paper. The mathematic model of PV generation system is used to analyze how the BOOST circuit’s duty effects the dynamic response of MPPT. By judging the velocity of variation of the output power instantaneously, the new MPPT method makes the BOOST circuit in duty saturation control while the velocity is very large to obtain a fast dynamic response, and changes the duty control to a linear closed loop control while the velocity is small to achieve a smooth waveform and a high static accuracy. Then the effectiveness and feasibility of the new variable structure control MPPT method is verified by the simulation results. Key words: Power system; DC Micro-grid; Photovoltaic generation system; Maximum power point tracking; Control of duty ratio 0 引言 光伏发电作为太阳能的主要开发利用方式，在国内外得到蓬勃发展[1-2]。由于光伏电池输 出电能形式为直流，因此特别适合以直流微电网的形式实现多发电源的协调供能。光电能量 转换效率低是目前光伏发电系统的普遍缺陷，为了尽量增大光伏发电系统的整体效率，通常 在后级电力电子变换电路中加入 MPPT 技术。光伏系统 MPPT 既要保证稳态精度，又要具 有较快的动态性能。MPPT 的稳态精度越高，则其输出功率波动越小，光伏电池和变换电路 的损耗越小；动态响应越快，则到达新的最大功率点时间越短，间接转换效率也将越高。 现有实现 MPPT 的算法很多，从早期的定电压法、观测扰动法、电导增量法，到神经网 络、模糊控制、蚁群算法等智能算法，以及各种组