功率预测的改进自适应变步长光伏MPPT算法

袁臣虎，王 坤，刘晓明，杜永恒

(1.天津工业大学电气工程与自动化学院，天津 300387；2.天津工业大学机械工程博士后科研流动站，天津 300387)

1 引言

随着社会的发展，人类对能源的需求不断加剧，从而导致了化石能源的日益枯竭，与此同时环境的污染日益加剧，太阳能光伏发电作为现代清洁能源的代表在此背景下应运而生。光伏电池的外特性易受环境影响，表现出了非线性的特点，光伏电池只有工作在最大功率输出点时，才能最大限度的利用太阳能，使发电效率达到最大化，因此对光伏发电最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)技术的研究具有重要意义。目前国内外学者提出了多种MPPT算法，其中广泛应用的主要有恒定电压法、比例系数电压法、变步长扰动观察法、变步长电导增量法、功率预测法、自适应神经网络控制算法、粒子群控制算法等[1]-[4]。

文献[5]提出了比例系数电压法，该方法是由恒定电压法改进而来，克服了环境与自身结温变化时对系统的干扰，但该方法在光照发生变化时会使光伏电池偏离最大功率点造成能源损失；文献[6]提出了自适应变步长扰动观察法，该方法根据当前工作点与最大功率点的位置关系调整步长大小，克服了传统扰动观察法跟踪速度与稳态精度无法兼顾的矛盾，但该方法在光照突变时容易对最大功率点产生误判现象，使工作点偏移，最终导致MPPT失败，此外，该方法的步长系数需要根据光伏电池板的性能与所处环境进行手动调整，没有实现真正意义上自适应变步长；……