基于Psim9中光伏电池物理模型的CVT法最大功率跟踪.pdfVIP

根据Psim9中的光伏电池物理模型，使用boost电路，用最简单的CVT 法实现最大功率跟踪。 图一为所用光伏电池的参数： 图一 光伏电池的I-V 和P-V曲线最主要受光照强度、温度的影响，呈非线性特点。忽略温 度对电池的影响可以用CVT（恒电压跟踪）法实现一种简单粗略的最大功率跟踪。图二是 光伏电池和负载的特性曲线，他们的交点abcde 即为负载在没有最大功率跟踪的工作点，可 见大多数情况下负载和光伏电池的阻抗是不匹配的，导致光伏电池输出功率很小，电池利用 率很低。 当温度一定时，光伏电池的最大功率几乎落在一定电压的垂线上，光伏电池在这个电压 Vn 下有近似的最大功率。若能使负载阻抗匹配，达到将光伏电池的电压稳定在Vn 即可实 现近似的最大功率跟踪，这就是CVT 法。 图三为CVT 控制原理图Vsp 为电池实际输出电压，Vsp 是给定电压；这里选用Boost* 电路拓扑来实现。具体Psim 仿真电路图如图四所示。 图四 光伏电池S端是光照强度设定，这里设定400~1000W/m以频率100Hz 变化，以演示最2 大功率跟踪效果；光伏电池T端是电池环境温度设定，这里设定25~40摄氏度以频率100Hz 变化，相角90度，用以演示温度对CVT 效果的影响。 Pmax是电池理论最大功率，Pout是实际光伏电池输出的功率；Vbat 是电池输出电压， Vo是负载电压。 由电池参数可知，在1000W/m光照强度，25摄氏度的条件下Vm=17.1V，仿真条件下假2 设光伏电池工作环境在1000W/m 左右，Vn=Vm=17.1V，因此设Vsp =17.1。得到仿真结果2 * 如下图： 图中，0.02秒之后系统趋于稳定，分析0.02-0.03秒中的数据可知： 在0.02-0.0225秒之间，反映了光照强度1000W/m，温度25摄氏度时的情况，可见跟踪2 效果良好，Pout约等于Pmax； 在0.0225-0.025秒之间，反映了光照强度1000W/m，温度40摄氏度的情况，可见跟踪效2 果变差，Pmax约等于58W，Pout约等于52W，且有约2W 的波纹； 在0.025-0.0275秒之间，反映了光照强度为400W/m ，温度40摄氏度时的情况，同样可2 见跟踪效果较差，Pmax等于22W，Pout约等于19W，有波纹； 在0.275-0.03秒之间，反映了光照强度400W/m，温度25摄氏度的情况，可见跟踪效果2 良好，Pmax等于24W。 综合可得结论：CVT法是一种简单有效的最大功率跟踪方法，在环境温度变化不明显 的情况下跟踪效果良好，控制方法简单，但其弱点是温度变化会较大影响其跟踪效果，影响 其实际应用。 By WuKun,XUT,wuwukun123@