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5KW光伏最大功率点跟踪电路的设计 管晓磊 徐颖 哈尔滨九洲电气股份有限公司,黑龙江 哈尔滨 150081 摘要：采用 TMS320F28035 DSP 控制系统实现最大功率点追踪，对 最大功率追踪控制中 DC-DC 转换电路的控制方法和原理进行了分 析，采用升压式 DC-DC 转换电路来实现最大功率点，该方法电路简 单，控制方法灵活。 关键词：DC-DC 转换电路；最大功率点追踪（MPPT ）；仿真 0 引 言 住宅联网光伏系统投资少、见效快、节能环保，非常适合于建筑多、 阳光充足的地方发展。为了提高太阳能利用率，光伏发电的运行普遍 采用最大功率点追踪控制（MPPT）。最大功率点追踪是太阳能并网发 电中的一项重要的关键技术,它是指为充分利用太阳能,控制改变太 阳能电池阵列的输出电压或电流的方法使阵列始终工作在最大功率 点上,根据太阳能电池的特性,实现的跟踪方法主要有以下三种:太阳 追踪、最大功率点追踪或两种方法综合使用.出于经济方面的考虑, 在小规模的系统中经常使用最大功率点跟踪的方法。 1 太阳能最大功率点追踪电路及其参数确定 本文采用两级式无变压器光伏并网拓扑方式，前级 DC-DC 环节实 现 MPPT ，后级H 桥环节实现并网。前级 DC-DC 升压环节可以采用 多种形式的拓扑结构，同时可以通过调节 DC-DC 变换器的占空比来 实现最大功率跟踪。从变换器的效率角度来看，各种拓扑结构中， BUCK 和 BOOST 电路效率是最高的，BUCK-BOOST 电路次之，半 桥与全桥再次之，而效率对光伏系统的应用非常重要。BOOST 电路 也是用在并网系统中最大功率追踪的理想选择，首先它使直流侧的电 压配置更加灵活，BOOST 电路为升压变换器，这样光伏阵列的最大 功率点电压可以低于交流侧的峰值电压，通过 BOOST 电路的升压后 再进行逆变；其次 BOOST 电路本身具有较高的效率，其中的二极管， 可以用作自然的防止电网侧的能量供给光伏阵列；再次能量的解耦在 BOOST 电路的输出端，这样 BOOST 电路的输入端，也就是光伏阵 列的输出，可以通过控制手段使其波动很小，使得最大功率跟踪的精 度提高。所以本系统前级 DC-DC 环节采用 BOOST 升压的电路结构。 图 1 为本文所采取的 BOOST 电路结构。 图 1 BOOST 电路拓扑 1.1 BOOST 电感的设计 本文所采用 BOOST 电路工作在连续导电模式，稳态时根据电感伏 秒积平衡原理可得 V (DT V) (1V ∗ ) +0; − ∗ −DT (1-1) pv spv dc s 式中：V ——光伏阵列输出电压； pv V ——BOOST 输出电路； dc DTS ——开关管的导通时间； 整理后可得: V 1 dc (1-2) V D 1− pv 假设电路没有损耗即输入输出功率相等，可得 I r −1 D (1-3) I l