基于MPPT的DC/DC变换器设计及光伏模块并联研究

太阳能是人类可利用的最直接的清洁能源之一。光伏电池的电流与电压存在特定的I-V曲线,此特性曲线受光照强度和温度影响。系统采样光伏电池的电流及电压,通过控制DC/DC变换器的占空比来改变光伏功率变换器的负载,实现最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking)技术。 干扰观测法和电导增量法具有算法简单、易于实现等优点,成为了目前应用最广泛的两种方法。本文对干扰观测法进行了仿真验证,并在搭建起的硬件平台上实现了两种算法,同时比较并分析了两种算法的动态响应、稳态响应和效率,阐述了在光照突变情况下干扰观测法产生的误判现象的原因,此法不适用于特性曲线变化较快的情况。针对两种方法在MPP点附近发生的扰动问题,通过理论计算,优化采样周期以减小稳态时的功率扰动半径,减少稳态的能量损失。本文应用一种MPPT改进方法,光伏特性I-V曲线被一条线性曲线分成两部分,一部分包括MPP点,另一部分不包括MPP点,工作点快速地通过线性曲线运动至最大功率点附近,然后切换至电导增量法或干扰观测法,此方法大大提高了系统动态响应和效率,并且此改进方法可以应用于多种传统MPPT方法中。Ta 光伏离网发电系统中,前级并联多个Boost型最大功率跟踪器,后级为单相全桥DC/AC变换器。当负载需求大于或等于光伏输出功率时,前级光伏模块均实现MPPT,当负载需求小于光伏可提供的功率时,多个光伏模块同时实现MPPT与稳压功能,保证逆变器可正常工作。此方案各个光伏模块硬件、软件基本一致,易于安装,并可依据用户的功率需求任意增减光伏变换模块。