基于MPPT光伏LED路灯照明自动跟踪系统设计

张晓春

（铜陵职业技术学院 机械工程系，安徽 铜陵 244061）

能源和环保越来越受到人们的重视。矿物燃料都是不可再生的燃料，且与人类的生存发展都有密切的关系，随着人们大量地使用矿物能源导致了这些不可再生的能源量急剧减少，从而产生了能源危机。外界条件，如光照强度、温度等，会使光伏电池产生不同的输出功率，但每种条件下的每一时刻均存在着功率输出的最大值，现实应用可通过调整DC/DC变换电路的PWM占空比即可实现光伏阵列最大功率点的跟踪，这就是MPPT的工作原理。太阳跟踪系统有多种，如极轴跟踪、水平跟踪和与光电相结合的视日跟踪、赤道跟踪等。

1 MPPT算法分析

1.1 恒定电压法（CVT）

CVT通过拟合来实现最大功率点的跟踪。当环境温度确定不变时，尽管光照强度随时间的变化而有不同，但光伏电池的最大功率点却大约分布于对应电压所在垂直线的两侧，所以可将不同光强下的最大功率分布情况看作是以电压为常数的垂线。由此可知CVT方法忽视了环境温度变化的影响。

1.2 电导增量法

电导增量法利用电导变化量以及瞬时电导的对比来确定参考电压的变化方向，在最大功率处有：

式中：P为功率（W）；U为电压（V）；I为电流（A）。

电导增量法通过比较dI/dU和I/U的大小来判断参考电压的变化方向，可通过设置一定的阈值使两者的差别不超过阈值时不改变参考电压的状态，以免造成不必要的能力损耗。

1.3 模糊控制法

光伏电池本身进行非线性的工作过程，所以很难用一个确定的数学模型对工作过程进行描述，通常采用模糊控制来解决复杂的、非线性的问题。……