曹瀚天，楊發(fā)友，朱良毅，張靖

（1.云南水利水電職業(yè)學(xué)院，云南 昆明 650400；2.云南省滇中引水工程建設(shè)管理局昆明分局，云南 昆明 650051）

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)能源的需求也在增加。面對(duì)諸如不可再生能源和全球變暖等日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，迫切需要具有穩(wěn)定性和可持續(xù)發(fā)展的可再生能源，這引起了全人類(lèi)的關(guān)注。用諸如風(fēng)能，波能和太陽(yáng)能等能源來(lái)解決這些問(wèn)題可能是正確的解決方案。輸出功率光伏電池的數(shù)量不僅受內(nèi)在因素影響，而且還與光強(qiáng)度，環(huán)境溫度和連接的負(fù)載有關(guān)。

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大限度地提高光電轉(zhuǎn)換效率是整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵?，F(xiàn)有研究中的恒定電壓方法易于實(shí)施且性能可靠。然而，環(huán)境溫度和光伏電池溫度的變化將導(dǎo)致最大功率點(diǎn)處的電壓偏移。文獻(xiàn)[6]中給出的攝動(dòng)和觀(guān)察方法，要測(cè)量的參數(shù)較少，在這種情況下，控制系統(tǒng)的構(gòu)造簡(jiǎn)單且可控算法很容易實(shí)現(xiàn)。由于擾動(dòng)是連續(xù)的，因此光伏電池的工作點(diǎn)始終會(huì)在最大功率附近變化，這會(huì)導(dǎo)致一定的功率損耗。

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)建模

I ph(t)為光生電流，I (t)為光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電流，V (t)為輸出電壓，R S為并聯(lián)電阻，R P為串聯(lián)電阻。光伏發(fā)電系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 光伏發(fā)電系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)

目前，光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型可表示為：

其中，V(t)、I(t)分別為式（1）的光伏輸出電壓和光伏輸出電流；VOC(t)、ISC(t)分別為式（1）的開(kāi)路電壓和短路電流；V m(t) 、I m(t)分別為式（1）的最大電壓和最大電流。S ref為光強(qiáng)參考值；T ref為溫度參考值；T(t)、S(t)分別為任意溫度和光強(qiáng)；b、a分別為電流和電壓變化下的溫度系數(shù)。

2 基于模糊算法的最大功率點(diǎn)追蹤算法

根據(jù)占空比擾動(dòng)觀(guān)測(cè)法的原理，將模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)置為二維模糊控制器。在模糊MPPT算法中，應(yīng)分別將N和N-1時(shí)刻光伏電池輸出功率的D值e（n）以及N-1時(shí)刻的占空比值a（n-1）用作兩個(gè)模糊控制器的輸入語(yǔ)言變量和N時(shí)刻的占空比圖形a（n）應(yīng)當(dāng)用作模糊控制器的輸出語(yǔ)言變量。

3 仿真分析

本次仿真實(shí)驗(yàn)中，光照強(qiáng)度按照階躍變化，在t=0s時(shí)，光強(qiáng)為600w/m2，t=0.4s時(shí)，光強(qiáng)為200 w/m2。本文所提改進(jìn)P&O作用下的仿真波形分別如圖2所示。

圖2 模糊MPPT

如圖所示，本文所提算法具有優(yōu)良特性。

4 結(jié)語(yǔ)

為了提高光伏電池的轉(zhuǎn)換效率并使其在最大功率點(diǎn)工作，本文對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出特性進(jìn)行了建模分析。提出了一種基于占空比攝動(dòng)的模糊控制策略。占空比被視為唯一控制。根據(jù)輸出功率變化的幅度，占空比自適應(yīng)調(diào)整。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，將模糊控制策略應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的MPPT控制是可行的，具有良好的控制效果。