一种光伏阵列最大功率跟踪算法研究

摘要

由于太阳能具有无地域限制、资源充足、清洁、无污染等特点，是一种最有发展前景的绿色能源。利用太阳能发电是重要的研究方向之一，研究成果对提高光伏阵列发电效率、降低开发成本、推动光伏市场发展具有重要意义。本文对光伏电池模型、阴影下光伏阵列输出特性、最大功率点跟踪(MPPT)算法控制尤其是固定电压法(VCT)结合变步长电导增量法(INC)求极值算法和局部阴影下光伏阵列最大功率点跟踪(GMPPT)控制算法进行了分析与研究，具体内容如下:
　　 (1)根据光伏电池工作原理，结合光伏电池数学模型中的输出方程，得到了在任何条件下都能使用的数学公式，利用Matlab软件中的S-FunctionBuilder模块搭建了仿真模型，进行了仿真研究，并通过实验装置对模型进行了实验验证;
　　 (2)通过对光伏阵列在正常状态条件和处于局部阴影状态下输出特性的分析研究，结合传统的MPPT控制算法，对局部阴影下光伏阵列进行跟踪控制的GMPPT控制算法进行了仿真研究;
　　 (3)基于光伏阵列输出单峰值特性的特点，对几种MPPT控制方法进行了分析比较，进一步给出了一种基于固定电压法结合变步长电导增量求极值控制算法，仿真结果表明该算法能兼顾精度与速度。