基于双模式功率预测扰动观察法的MPPT 策略

张 林陈 荣*刘 超

(1.江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江 212013；2.盐城工学院电气学院，江苏盐城 224051)

随着传统石油和化石能源的日益枯竭，发展可替代的新能源迫在眉睫。光伏系统以其转换效率高、易安装、使用寿命长等特点成为新能源发电领域研究热点[1]。最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)技术作为提高系统输出功率的有效途径，已成为重点研究对象[2]。

常用的功率跟踪算法有:(1)恒定电压跟踪法(Constant Voltage Tracking Method，CVT)。在保持温度不变且仅改变光照强度的条件下，光伏电池最大功率点电压Um和开路电压近似成比例关系，将Um视为常量能降低MPPT 控制器的设计难度[3-4]。该方法虽控制简单、易实现且具有良好的稳定性，但是忽略了温度的变化对开路电压的影响，一旦温度发生突变，最大功率点处电压Um将会出现偏移[5-7]。邵翠等[8]在系统中增加与光伏阵列特性相同的小功率光伏电池，通过检测小功率电池的开路电压从而得到光伏阵列的实时最大功率点电压Um，这虽然解决了电压偏移问题，但是额外的小功率光伏电池增加了成本。(2)电导增量法(Conductance Increment Method，INC)。该方法根据输出功率对输出电压的求导结果判断扰动方向，具有采样周期短、扰动步长小的特点，故该方法控制精确[9-10]。但INC 要求控制器拥有较强的数据处理能力，成本高且不利于减少系统的控制周期。(3)扰动观察法(Perturb and Observe Method，P＆O)。具有设计参数少，算法简单易实现的特点，是目前应用最广泛的控制方法之一。针对该方法中存在的功率振荡以及实际工作点误判问题，张国梁等[11]提出一种自适应步长扰动法，设置大步长快速接近最大功率点，并在稳态时调整为小步长，该方法虽解决了功率震荡现象，但误判问题依然存在。……