基于SG/Simulink的一种改进MPPT算法

王海燕，秦 健，王旭佳

(上海电力学院 自动化工程学院，上海200090)

基于SG/Simulink的一种改进MPPT算法

王海燕，秦 健，王旭佳

(上海电力学院 自动化工程学院，上海200090)

针对传统MPPT算法响应速度慢和追踪精度不够理想的特点，分析了光伏电池在不同环境下的输出特性，提出一种改进的变步长扰动观测法，即采用新的自适应步长公式 作为扰动步长，使光伏电池以较大步长快速接近最大功率点，然后以较小步长稳定于最大功率点。在SG/Simulink混合建模仿真平台下进行了仿真，所得结果表明算法可显著提高最大功率点追踪速度与精度。

MPPT；扰动观测(P&O)法；System Generator(SG)

太阳能作为一种清洁能源，在人类面临化石能源枯竭、环境污染日益严重的情况下，成为许多国家大力发展的新兴能源，将太阳能转化为电能，利用太阳能电池板进行光伏发电成为一种行之有效的方式[1]。

最大功率跟踪(MPPT)控制技术是太阳能光伏发电中最主要的控制技术之一。目前常见的MPPT控制方法主要包括恒压(CV)法[2]、扰动观测(P&O)法[3]、增量电导(INC)法[4]等,其中扰动观测法具有算法结构简单、硬件实现容易的特点，因而得到了广泛的应用。本文在研究分析传统扰动观测法的基础之上，提出一种改进的扰动观测法，并以FPGA作为硬件实现平台，通过SG/Simulink混合仿真对改进算法的有效性进行验证。

1 光伏电池的特性

1.1 光伏电池数学模型

太阳光照射光伏电池时，由于光生伏特效应， 光伏电池将太阳辐射能转化为电能。光生伏特效应的本质是利用半导体的PN结特性实现能量转换，因此光伏电池的等效模型可以采用单二极管的等效电路模型来描述[5-6]，其等效电路模型如图1所示。……