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最大功率跟踪原理及控制方法

最大功率跟踪原理及控制方法

2.1最大功率跟踪原理

太阳能电池的输出特性如图一所示,从图中的P/V特性曲线可以看出,随着端电压的增加输出功率先增加后减小,说明存在一个端电压值,在其附近可获得最大功率,因此,在光伏发电系统中,要提高系统的整体效率,一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,使之始终工作在最大功率点附近,这一过程就称之为最大功率点跟踪-MPPT。

最大功率跟踪原理及控制方法

图一 光伏电池的特性曲线

2.2 最大功率跟踪的控制方法

MPPT的控制方法:光伏系统中的最大功率点跟踪的控制方法很多,使用最多的是自寻优的方法,即系统不直接检测光照和温度,而是根据光伏电池本身的电压电流值来确定最大功率点。这种方法又叫做TMPPT(True Maximum Power Point Tracking)。在自寻优的算法中,最典型的是扰动观察法和增量电导法。本论文使用扰动观察法,扰动观察法主要根据光伏电池的P-V特性,通过扰动端电压来寻找MPPT,其原理是周期性地扰动太阳能电池的工作电压值( ),再比较其扰动前后的功率变化,若输出功率值增加,则表示扰动方向正确,可朝同一方向(+ )扰动;若输出功率值减小,则往相反(- )方向扰动。通过不断扰动使太阳能电池输出功率趋于最大,此时应有 [8]。此过程是由微处理器即C8051F320控制完成的。

3、系统的总体结构

3.1系统的结构图

系统的结构图如图二所示。其中单片机要采集太阳能电池的输出电压和输出电流及蓄电池的充电电流和开路电压,通过一定的控制算法(即改变占空比),调节太阳能电池的输出电压和电流,从而实现太阳能电池在符合马斯曲线的条件下以最佳功率对蓄电池充电,系统的硬件主要由核心控制模块、采样模块、驱动模块、升压式DC/DC变换器模块组成。

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