改进MPPT算法在光伏发电系统中的应用.doc

改进MPPT算法在光伏发电系统中的应用* 高嵩，马红利，何宁，陈超波 （西安工业大学 电子信息工程学院，西安 710021） 摘要：针对传统扰动观察法存在的最大功率点跟踪（MPPT）精度低和振荡问题，该文提出了一种变步长扰动观察法与Newton插值法相结合的改进型MPPT算法，通过三相并网发电系统对该算法进行仿真验证，结果表明改进MPPT算法不仅能够快速跟踪外界环境变化，还能有效减小在最大功率处的振荡，有效地提高了光伏电池的利用率。 关键词：光伏并网；最大功率跟踪；变步长扰动；Newton插值 中图分类号：TM615 文献标志码：A 文章编号：1001-1390（2014）00-0000-00 Application of Improved MPPT Algorithm to the Photovoltaic Power Generation System GAO Song MA Hong-li HE Ning CHEN Chao-bo (School of Electronics Information Engineering, Xi’an Technological University, Xi’an 710021,China) Abstract: In the traditional perturbation and observation method, there exist the low accuracy of the MPPT and oscillation. In view of these problems, an improved algorithm was proposed in this paper, which combined the variable-step perturbation and observation method with Newton interpolation method. The improved algorithm was simulated and applied in the three-phase grid connected power system And the results showed that the improved MPPT algorithm could not only quickly track down the change of the external environment, but also effectively reduce the oscillation around the maximum power point, thus improving the utilization efficiency of the photovoltaic cells. Key words: grid connected photovoltaic, maximum power point tracking (MPPT), variable step disturbance, Newton interpolation0引言 化石能源不断减少，新能源的开发利用显得尤为重要，光伏发电也受到社会各界的关注。因光伏电池板成本一直很高，而转换效率低，要使光伏发电得到大规模的发展，就必须提高电能转换效率，确保光伏发电系统在不同的外界环境条件下都能输出最大功率，使最大功率点跟踪（MPPT）算法成为研究热点。 国内外学者做了大量有关MPPT算法的研究，常用的传统方法有恒压法、扰动观察法、电导增量法等，其中扰动观察法[1-2,4]，控制方法简单易于实现，但是在最大功率点附近存在振荡；电导增量法[5-7]，精度高并通过修改逻辑判断式可以有效减小振荡，但步长和阈值难以选取，环境突变时可能会发生误判。国内外相关文献也有提出二次插值法[8-9]的MPPT算法,其中典型有Lagrange插值法和Newton二次插值法[3,9]。Newton二次插值法的精度和速度优于Lagrange算法，但插值点的选取较难控制。 文中在上述研究的基础上，提出变步长扰动观察法与Newton插值法相结合的改进型MPPT算法。该算法结合了两种方法的优点，不仅可以快速跟踪外部环境的变化，并且有良好的稳定性，有效的降低了系统输出电压的振荡，提高了光伏电池的利用率。 1光伏发电MPPT算法 1.1扰动观察法 扰动观察法原理是周期性地扰动光伏电池的工作电压值，再比较其扰动前后的功率变化，来决定下一个信号见图1,若输出功率值增加（P1P），则表示扰动方向正确，可朝同一方向(+ΔU)扰动；若输出功率值减小（P1