基于Boost电路光伏发电系统MPPT采样周期分析

石季英，刘紫玉，张　文

（天津大学电气与自动化工程学院，天津 300072）

基于Boost电路光伏发电系统MPPT采样周期分析

石季英，刘紫玉，张文

（天津大学电气与自动化工程学院，天津 300072）

由于光伏发电系统的非线性特性，难以运用数学手段确定其最大功率跟踪MPPT（maximum power point tracking）过程输出功率的合理采样周期。针对基于Boost电路光伏发电系统进行MPPT过程，对工作点输出功率最佳采样周期进行仿真和采样，分析了全过程采样周期的分布规律。分析表明，不同环境条件下，最佳采样周期最大值近似为恒定值，因而选取该恒定值作为适合于MPPT全过程的采样周期，保证了MPPT算法的跟踪速度和跟踪精度。

采样周期；最大功率跟踪；Boost变换器；光伏发电系统；非线性

太阳能的低维护性和环境友好性，使其成为新能源研究焦点，光伏发电也随之成为重点研究对象。对于光伏发电系统，效率是其核心问题，提高系统效率的一个重要措施就是最大功率跟踪MPPT（maximum power point tracking），常见的MPPT方法有爬山法［1］、扰动观察法［2］、电导增量法［3］、粒子群算法［4-5］和人工鱼群算法［6］等。实验研究发现，系统输出功率采样周期设计不合理将会影响MPPT算法的跟踪速度和稳态特性。如果采样周期较小，则采样得到的数据并非是相应占空比下系统输出功率稳定值，导致功率损失严重，甚至造成跟踪失效。而采样周期较大，则会使MPPT的跟踪速度降低。因此，采样周期的合理选取对于MPPT算法的性能有着至关重要的意义。

然而，光伏发电系统中，光伏电池和Boost变换器的强非线性使得MPPT过程中每个工作点采样周期难以用精确的数学公式来确定。……