基于电导增量法的改进型MPPT仿真研究
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【摘 要】传统电导增量法未能减弱输出功率震荡，为此，在其基础上改善扰动步长，使其更好地兼顾跟踪速度和精度。Matlab/Simulink仿真实验结果表明，该方法不仅在标准环境下体现出良好效果还能适应外界的变化情况。
【关键词】MPPT；电导增量法；扰动步长；Matlab/Simulink
【Abstract】Traditional conductance increment fails to weaken output power concussion， therefore， this paper improves the disturbance step on its basis so as to better take the tracking speed and accuracy into consideration. Matlab / Simulink simulation results show that this method not only show good results in standard environment but also can adapt to the changing conditions outside.
【Key words】MPPT； Conductance increment； Disturbance step； Matlab/Simulink
0 前言
光伏电池输出特性呈非线性[1]，其输出功率易受外界光照，温度，负载的变化而变化，由此，人们研究追踪最大功率点（Maximum Power Point，MPP）的方法。电导增量法[2]因其简单易操作而受到较多的使用，但其在控制精度上仍未满足现代较高的标准。由此，本文研究一种能适时改变扰动步长的方法，使其具有自动变化的功能，从而更好地跟踪MPP。
1 电导增量法
依照表1中的电池规格参数，分析其算法原理。
表1中：Impp，Umpp-最大功率点处电流，电压；Isc，Uoc-短路电流，开路电压。
工程用数学模型[3]下的光伏电池在标准环境下采用电导增量法输出U-P特性如图1所示。
式（2）为电导增量法的原理，即通过判断式（2）中电导与电导增量之和与零的大小关系来判定当前工作点所在区域，进而判定步长的改变方向。
2 改进型电导增量法
传统电导增量法存在功率震荡问题，导致输出功率不稳定，为此，本文在其基础上仿真分析一种变步长方法。该法的核心在于，其以N·"dP/dU|作为步长，即当工作点未在MPP处附近时，能以较大步长靠近MPP，当工作点靠近MPP时，能以较小步长靠近MPP。具体控制如流程图2所示。
3 仿真分析
通过Matlab/Simulink集成环境搭建仿真模型来验证改进型电导增量法的有效性。仿真数据仍以表1中为例，负载为30Ω，Boost电路输入端稳压电容为100uF，滤波电感为14.878mH，输出端滤波电容为98.3uF，外界条件分别为标准环境（温度25°C，日照强度1000 W/m2）和变化环境（t=0.5s时温度从25°C降低至20°C，日照强度从1000W/m2降低至800W/m2），具体波形如图3和图4所示。
从图3和图4可以看出，改进型电导增量法在标准环境下具有很好的表现效果，并且能良好地适应外界变化情况。总体来说，该法能较好地解决输出功率震荡问题。
4 结语
本文在分析了电导增量法的原理后，仿真分析一种改进型电导增量法，其实质为变步长。Matlab/Simulink仿真实验结果验证了该法的有效性和体现出该法能降低光伏电池输出功率震荡的优点。
【参考文献】
[1]巢睿祺，王杰.太阳能光伏并网系统的控制与仿真[J].电网与清洁能源，2014，30（2）：81-87.
[2]汤济泽，王丛岭，房学法.一种基于电导增量法的MPPT实现策略[J].电力电子技术，2011，45（4）：73-75.
[3]李丽芳，江冰，吉正洵，等.光伏发电系统MPPT控制仿真模型[J].计算机仿真，2015，32（4）：116-119，294.
[责任编辑：王伟平]