【正文】
件。 MPPT算法的優(yōu)化及實現(xiàn)在本設(shè)計中,使用了電導(dǎo)增量法實現(xiàn)MPPT。綜上所述,這些方法在復(fù)雜性,是否需要傳感器、收斂速度、成本、效率、硬件實現(xiàn)、廣泛性等方面都有所不同,難以分出孰優(yōu)孰劣。這種方案的最大缺點是在需要有連續(xù)輸出的光伏系統(tǒng)中無法應(yīng)用,同時該方法需要有較大的存儲空間和運算能力。 電導(dǎo)增量法流程圖 其他MPPT算法MPPT還包含很多其他方法,其中間歇掃描法實現(xiàn)MPPT的核心思想是定時地掃描一段(~)陣列電壓,同時記錄下不同電壓下對應(yīng)的陣列電流值,經(jīng)過比較不同點的太陽電池陣列的輸出功率就可以方便地得出最大功率點,而不需要一直處于搜尋狀態(tài)。是當(dāng)太陽電池上的照度產(chǎn)生變化時,其輸出端電壓能以平穩(wěn)的方式追隨其變化,其電壓晃動較擾動觀察法小。光伏電池輸出最大功率?!‰妼?dǎo)增量法電導(dǎo)增量法(IncCond)運用了光伏板功率曲線的斜率在最大功率點處為零的原理,在最大功率點左邊,斜率為正,右邊為負(fù)。 擾動觀測法示意圖對干擾觀測法的優(yōu)點總結(jié)如下: 1. 模塊化控制回路; 2. 跟蹤方法簡單,實現(xiàn)容易; 3. 對傳感器精度要求不高。同時,當(dāng)日照強度快速變化時,參考電壓調(diào)整方向可能發(fā)生錯誤。由于在尋優(yōu)過程中。可將最大功率跟蹤分兩個階段,在開始階段加快跟蹤速度,而在穩(wěn)定階段優(yōu)化跟蹤精度。 擾動觀測法擾動方向擾動方向功率變化下次擾動方向正方向增大正方向正方向減小反方向反方向增大反方向反方向減小正方向 擾動觀測法流程圖在擾動觀測法中,擾動過程將會一直周期進行,直到達到最大功率點,然后光伏電池的工作點將一直在最大功率點附近來回振蕩,并可以通過減小擾動步長來將震蕩減小,但同時也會減慢跟蹤速度。因此在擾動作用下,如果輸出功率變大,這擾動方向不變,反之,功率減小擾動方向要反向,。在光伏電池板接功率變換器的情況下,可以通過向功率變換器給擾動來調(diào)節(jié)電池板輸出電壓。 擾動觀測法擾動觀察法(Pamp。這表明光伏陣列最大功率點對應(yīng)的電壓也將隨著環(huán)境溫度的變化而變化。但是,這種跟蹤方式忽略了溫度對光伏陣列開路電壓的影響。因而,在一定的條件下,恒定電壓跟蹤方法不但可以得到比直接匹配更高的功率輸出,還可以用來簡化和近似最大功率點跟蹤(MPPT)控制。這樣不但簡化了整個控制系統(tǒng),還可以保證它的輸出功率接近最大輸出功率,如中所示。顯然,如果采用直接匹配,其陣列的輸出功率比較小。 MPPT方法示意圖 常用MPPT算法 恒壓跟蹤法恒電壓跟蹤(CVT)方法從嚴(yán)格的意義上來講并不是一種真正意義上的最大功率跟蹤方式,它屬于一種曲線擬合方式,忽略溫度效應(yīng)時,光伏陣列在不同日照強度下的最大功率輸出點總是近似在某一個恒定的電壓值附近。為了繼續(xù)跟蹤最大功率點,應(yīng)當(dāng)將系統(tǒng)的負(fù)載特性由負(fù)載1變化至負(fù)載2,以保證系統(tǒng)運行在新的最大功率點B。當(dāng)日照強度發(fā)生變化,即光伏陣列的輸出特性由曲線1上升為曲線2。為便于說明,現(xiàn)將光伏陣列的輸出特性重新繪制如圖 。在一定的日照強度和環(huán)境溫度下,光伏陣列可以工作在不同的輸出電壓,但是只有在某一輸出電壓值時,光伏陣列的輸出功率才能達到最大值,這時光伏陣列的工作點就達到了輸出功率電壓曲線的最高點,稱之為最大功率點(maximum power point, MPP)。因此光伏發(fā)電系統(tǒng)必須采用相關(guān)電路和控制方法對輸出功率加以控制使其輸出最大功率。綜上所述,光伏電池的輸出功率與它所受的光照強度、環(huán)境溫度有密切的關(guān)系。這里指的是太陽電池溫度的變化,而不是環(huán)境溫度 溫度對太陽電池的影響由以上圖示可以得出以下結(jié)論:在一定溫度、日照條件下,太陽電池的輸出功率具有最大值,而太陽電池一天中的最大功率點軌跡接近于某一恒壓,溫度變化對太陽電池的輸出電壓有影響。短路電流線性地與日照強度成正比,而開路電壓的變化很慢。根據(jù)特性曲線可以定義出太陽電池的幾個重要技術(shù)參數(shù):(1)短路電流():在給定溫度日照條件下所能輸出的最大電流;(2)開路電壓():在給定溫度日照條件下所能輸出的最大電壓;(3)最大功率點電流():在給定溫度日照條件下最大功率點上的電流;(4)最大功率點電壓():在給定溫度日照條件下最大功率點上的電壓;(5) 最大功率點功率():在給定溫度日照下所能輸出的最大功率為。 光伏板輸出仿真太陽電池在某一確定的日照強度和溫度下,太陽電池的輸出電壓和電流之間有如下關(guān)系。目前,技術(shù)最成熟,并具有商業(yè)價值的光伏電池要算硅光伏電池。如果這時分別在P型層和N型層焊上金屬導(dǎo)線,接通負(fù)載,則外電路便有電流通過,如此形成的一個個電池元件,把它們串聯(lián)、并聯(lián)起來,就能產(chǎn)生一定的電壓和電流,并輸出功率。這樣,在PN結(jié)兩端便產(chǎn)生了電動勢,也就是通常所說的電壓。在固體,特別是半導(dǎo)體中,光能轉(zhuǎn)換成電能的效率相對較高。光伏電池是以光生伏打效應(yīng)為基礎(chǔ),可以把光能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種半導(dǎo)體器件。412 光伏電池板的工作特性 太陽能光伏板的基本工作原理太陽能是一種輻射能,它必須借助于能量轉(zhuǎn)換器才能轉(zhuǎn)換成為電能。采用Buck同步整流變換器和微控制器實現(xiàn)光伏電池MPPT控制及蓄電池的能量管理,最后完成原型樣機參數(shù)分析與計算、元器件的選型及功能性測試。例如光照和溫度變化引起的系統(tǒng)振蕩,局部遮陰時所形成的局部最大功率點和系統(tǒng)真正最大功率點的判別,再比如系統(tǒng)工作效率的提升,這都表明我們需要通過實際的硬件和軟件來實現(xiàn)MPPT算法,并在此過程中對MPPT算法進行研究。近十年來相關(guān)文獻的數(shù)量還是在快速增長,然而,最近的文章大部分都只是通過仿真總結(jié)或者直接復(fù)制原來文獻中已經(jīng)提出的方法。實際上,如此多方法的提出反而讓我們?yōu)镻V系統(tǒng)尋找一種最適合的算法時感到困難。O)、導(dǎo)納增量法(INC)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neutral Network)、滑??刂?Slide Mode Contr01)、最優(yōu)梯度法、RCC(Ripple Correlation Contr01),基于狀態(tài)的MPPT(Statebased MPPT),線性電流控制法,負(fù)載電壓或電流最大化法等。太陽能光伏發(fā)電的以上諸多優(yōu)點決定其成為未來發(fā)電的主導(dǎo)形式之一,有著巨大的經(jīng)濟、政治和社會效益,并且其涉及交叉多個學(xué)科,如電化學(xué)、電子電路、現(xiàn)代電力電子、現(xiàn)代控技術(shù)、電力系統(tǒng)等,具有重要的研究價值。(6)資源、發(fā)電、用電在同一地域,可以節(jié)省遠距離輸電投資費用。太陽能光伏發(fā)電直接將太陽能輻射能轉(zhuǎn)換為電能,在各種可再生能源的利用形式中,太陽能光伏發(fā)電對能源的利用最直接。我國有2/3以上的地區(qū)太陽能輻射總量高于且年日照時間超過2000h以上,尤其是在西部地區(qū)更為豐富,對于緩解當(dāng)?shù)仉娏T乏有著重要意義。而且,在使用太陽能發(fā)電過程中沒有廢氣、廢水、廢渣排出,不產(chǎn)生噪音,不危害人體。h,風(fēng)力發(fā)電為20g/kWh,天然氣發(fā)電為181g/kW據(jù)統(tǒng)計,目前各種發(fā)電方式的碳排放率(g/kW.h)如下:煤炭發(fā)電為275g/kW據(jù)計算,一年內(nèi)輻射向地球的太陽能總能量是目前世界主要能源探明儲量的l萬倍,太陽的壽命有50億年,這意味著開發(fā)太陽能是人類解決能源匱乏最根本最有效的途徑。隨著可再生能源的開發(fā)利用,太陽能已經(jīng)逐漸走入了人類的生活,并且將發(fā)揮越來越重要的作用。s domestic and international research, because its implementation and application provide a solution to many problems humanity are currently facing, such as: energy crisis, environmental pollution and so on. Gridconnected photovoltaic generators has a very wide application prospects, as people are paying more and more attention to sustainable development today, solar energy has many advantages that other energy are not available, such as:almost inexhaustible, clean and no pollution, etc., this makes it get more and more attention from people, and bee one of the most promising alternative new energy of traditional energy sources.This article implements a way to use photovoltaic array to charge the battery by controlling switching power through MCU. As to software,the existing mon maximum power point tracking (MPPT) algorithms are studied and analyzed, In this article, incremental conductance