光伏阵列MPPT充电控制器的设计.docxVIP

≤《电气自动化》2011年第33卷第5期 新能源发电控制技术 ≤ 《电气自动化》2011年第33卷第5期 The New Energy Power Control Technology 光伏阵列 MPPT 充电控制器的设计 邓仙玉 魏学业 (北京交通大学电子信息工程学院，北京 100044) 摘 要：针对实时追踪光伏阵列最大功率输出的问题，设计了一种通过检测光伏阵列输出电压和电流的大小，实时高速改变充电控制 脉冲的占空比，从而实现最大功率点跟踪的充电控制器。采用CS51221 芯片和 DC-DC 变换电路实现了这种控制方案，并对 其进行了计算机仿真，仿真结果表明此方案能很好地实时追踪光伏阵列最大功率点，有效的提高能源的利用率。 关键词： MPPT 光伏阵列 充电控制器 DC-DC [中图分类号] TM615 [文献标志码] A [文章编号]1000-3886(2011)05-0028-02 Design of Photovoltaic Array MPPT Charge Controller Deng Xianyu Wei Xueye (School of Electronics Information Engineering,Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China) Abstract :A photovoltaic array charge controller is designed to solve the problem of real - time tracking of maximum power output. The duty cycle of charger is determined through real - time detecting voltage and current of PV Array. The chip CS51221 and a DC- DC converter are used to the design scheme. The computer simulation proves that the scheme can track the maximum power point accurately. Keywords:MPPT photovoltaic array charge controller DC-DC 0 引 言 太阳能以其资源丰富、分布广泛、清洁可再生等特点，受到越 来越普遍的重视。目前，太阳能电池面临着造价高等问题，所以 如何提高太阳能电池即光伏阵列的利用效率成为研究的热点。 充电控制器是连接光伏阵列与用电负载的枢纽。目前市场 上较为成熟完善的充电控制器采用PWM( Pulse Width Modula- tion),即脉冲宽度调制模式，然而这种模式下往往不能使光伏阵 列工作在其最大功率点( Maximum Power Point,MPP),造成能量 的损失。为了提高发电效率，需要采取一定的控制方法实时追踪 光伏阵列的输出功率，使其工作在最大功率点上。此过程称为最 大功率点跟踪( Maximum Power Point Tracking,MPPT)。 1 MPPT 控制原理 1.1 光伏阵列输出特性 光 伏 阵 列的输出呈 现出 一 个非 线性的状态， 在不同的光 照条件下，它 的 I-V 曲线 及P-V 曲线 分别如图1、2 所示。 由图1及 图 1 不同光照强度下I-V 曲线 收稿日期：2011-03-24 28 Electrical Automation— 图 2 可 以 得 出光伏阵列 的输出特性： ① 光伏阵列 在输出低电 压段相当于 恒流源，高电 压段相当于 恒压源。② 光照强度对 短路电流的 PW PW 图2 不同光照强度下P-V 曲线 影响很大。短路电流随光照强度的增强而增大。③输出功率随 光照强度的增强而增大。在每个光照强度下的P-V 曲线都有 一个最大值，即最大功率点MPP( Maximum Power Point)。 1.2 MPPT 控制原理 最大功率点跟踪(MPPT) 控制是指实时检测光伏阵列的输出 功率，采用一定的控制算法预测当前工况下阵列可能的最大功率 输出，通过改变阻抗情况来使太