基于FPGA的MPPT控制技术研究

太阳能作为一种绿色可再生能源受到人们的青睐,其中太阳能光伏发电技术成为各国竞相发展的领域。但目前光伏发电存在的主要问题是光伏电池的利用率较低,因此提高光伏电池的利用率成为光伏发电中的焦点。MPPT控制技术是目前公认的提高光伏电池效率的有效手段,因此,MPPT控制方法的研究成为光伏发电的一个重要方面。 针对提高光伏电池转换效率,在对传统的控制方法分析比较的基础上,对扰动观察法进行了改进,提出了一种基于FPGA器件的数字化实现最大功率点跟踪控制的设计方法。利用Altera公司的EDA工具QuartusⅡ软件,采用自顶向下的方法对该控制器进行了RTL级详细设计。整个MPPT控制器运用模块化结构设计,各模块易于移植,整个控制系统便于功能扩展和升级。设计完成后,对各模块进行了仿真。最后,将程序下载到EP1C3T144C8N芯片中,在FPGA开发板上对系统功能进行了测试。 应用所设计的MPPT控制器搭建了最大功率点跟踪的实验电路,其中以Boost变换器电路作为实现MPPT控制的主电路。对传统扰动法和改进后的扰动法进行对比实验研究,其结果表明,改进后的方法使跟踪精度提高到75%以上,比传统方法至少提高了9个百分点,跟踪精度明显优于传统方法。