光伏电池输出电压的稳定性分析

侯世英，殷忠宁，罗书豪，张文玉

(重庆大学 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400044)

0 引言

在光伏系统中，由于光伏阵列具有非线性特征，并且其输出受太阳辐照度、环境温度影响较大，为了提高其效率，目前广泛采用的技术是最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)[1－4]，而实现MPPT的关键是有效地控制光伏电池的输出电压或输出电流，但由于输出电压控制，相对于电流控制，具有更好的稳定性，且跟踪速度更快，因此，光伏电池的 MPPT控制，多采用电压控制方式[5－6]。

电压控制方式下光伏系统的MPPT控制模型如图1所示，光伏电池的输出电压由其输出端的DC/DC变换器进行控制，该DC/DC变换器采用的是输入端电压控制方式，即在输出端电压基本恒定的情况下，通过调节占空比来调节输入端电压[7－8]。

由于MPPT是一个动态追踪的过程，在追踪的过程中，光伏电池的输出电压会发生较大范围的波动，另外，由于光照强度、环境温度等条件的变化，光伏电池最大功率点处的电压也会在较大的范围内变化，从而导致DC/DC变换器的控制对象(光伏电池电压)，会发生较大波动。但是，光伏电池本身所呈现出的非线性的特性，很可能导致光伏系统的输出电压在不同的范围内呈现出不同的稳定性，较低的稳定性会给系统的运行带来非常不利的影响，因此，开展对光伏电池输出电压稳定性的研究显得很有必要。

针对上述问题，本文首先选取了两个比较典型的 DC/DC 变换器——Buck、Boost，对 MPPT 模式下光伏电池输出电压的稳定性进行了频域分析。……