光伏发电系统MPPT控制算法研究

随着世界经济的快速发展，传统能源逐渐枯竭，环境污染日益严重，新能源成为21世纪世界经济发展中最具决定力的因素之一。其中太阳能因其储量巨大，洁净无噪等优点倍受青睐，因此太阳能不仅成为当今能源的一个重要补充，更是具备成为未来主要能源来源的潜力。最大功率点的跟踪控制是光伏发电的核心技术，它的研究对提高系统的工作效率、降低运营成本具有非常重要的理论研究意义和实际价值。 近年来，国内外学者对光伏系统的最大功率点跟踪进行了大量的研究，并取得了许多成果，但是仍存在很大改进空间。许多控制方法虽然能成功跟踪最大功率点，但是在跟踪的速度、精度等方面效果不甚理想，而且一些控制方法因算法复杂也难以在实际系统中实现。 本文以光伏发电系统为平台对最大功率点跟踪（MPPT）的控制算法进行研究，主要工作如下： 首先，介绍了光伏发电的国内外发展现状，分析了光伏电池的工作原理，并对光伏电池的输出特性进行了仿真验证；其次，对4种DC-DC变换器即Buck变换器、Boost变换器、Buck-Boost变换器、Cuk变换器的工作原理进行了详细介绍，分析比较了各种变换器的特点，在充分考虑不同DC-DC变换器拓扑特点的基础上，选用了Boost变换器作为MPPT的主电路；最后，针对光伏发电系统最大功率点跟踪（MPPT）控制的问题，通过对目前几种常用的MPPT控制方法的对比分析，提出了一种改进的变步长电导增量法，对步长改变的触发条件进行了改进。对提出的变步长电导增量法进行了仿真，仿真结果表明在光照强度发生大幅度变化时，提出的算法具有更快响应速度。