基于模糊控制的光伏电池MPPT控制研究

魏毅立 王源

摘要：太阳能光伏电池是光伏发电的主要部件，根据等效电路图推导得出其数学模型，并利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建仿真模型，在不同光照及温度下得出其相应的光伏特性曲线。同时对最大功率点跟踪（MPPT， maximum power point tracking）控制进行分析，提出了一种新的模糊控制建模方法，并与常规的扰动观察法和电导增量法进行了仿真比较。经过仿真表明，这种新的模糊控制方法具有更快的跟踪速度，更好的平滑性和抗干扰性。

关键词：光伏电池;最大功率点跟踪;模糊控制;扰动观察法;电导增量法

中图分类号：TP273        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）26-0027-04

Abstract： Solar photovoltaic cell is the core of photovoltaic power generation， and its mathematical model can be deduced according to the equivalent circuit diagram， and the simulation model can be established by MATLAB/Simulink simulation software， and the corresponding photovoltaic characteristic curve can be obtained under different lighting and temperature. At the same time， a new fuzzy control modeling method is proposed based on the analysis of MPPT control， which is compared with the traditional perturbation observation method and conductance increment method. Simulation results show that this new fuzzy control method has faster-tracking speed， better smoothness and anti-interference.

Key words： photovoltaic cell; maximum power point tracking; fuzzy control; perturbation and observation; incremental conductance method

1引言

由于科學技术的不断发展，整个人类社会对电能的依赖越来越大，再加上传统化石能源的日益减少，环境污染的加重，太阳能、风能等新能源发电占比不断增加。目前，我国的光伏发电装机容量连续几年快速增长，截至2019年9月底已达到190190MW[1]。

在光伏发电系统中，光伏电池的输出特性不仅与它的构成材料有关，而且还受到光照强度、温度和其他外在环境因素的影响，能否使发电效率稳定在最大功率点（MPP， maximum power point）处是整个发电系统的关键所在，目前常用的方法有扰动观察法、电导增量法、滑模控制法、模糊控制法等[2]。不同的控制方法其控制策略和效果也不同，根据不同的控制策略在Simulink中建立相应的模型进行仿真比较，得出不同的控制效果。同时也证明了提出这种新的模糊控制方法的可行性。

2光伏发电的数学模型与特性

光伏发电是利用光电效应将太阳能转化为电能的发电系统，其具有可靠性高、清洁、可并网等优点受到各国的青睐。……