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《基于模糊自適應PID的光伏電池MPPT研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、第33卷第6期可再生能源Vol.33No.62015年6月RenewableEnergyResourcesJun.2015基于模糊自適應PID的光伏電池MPPT研究劉振永，孫建起（石家莊學院物電學院，河北石家莊050035）摘要：光伏電池輸出的非線性特點，決定了其最大功率點的時變性。根據(jù)電路阻抗匹配原則，建立了基于Buck拓撲結(jié)構(gòu)的光伏電路系統(tǒng)，將系統(tǒng)最大功率點跟蹤轉(zhuǎn)化為占空比系數(shù)調(diào)節(jié)，并根據(jù)當功率電壓滿足dP/dV=0時，光伏電池達到最大功率點，以此為基礎提出了模糊自適應PID控制算法，與單純模糊控制法和擾動觀察法的相對比，波動率分別
2、降低了8.9%和20.4%，系統(tǒng)響應速度分別提高了4.5ms和9.5ms。關鍵詞：光伏電池；模糊PID；最大功率點跟蹤；Buck電路；占空比中圖分類號：TP13文獻標志碼：A文章編號：1671-5292（2015）06-0834-05DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.06.0050引言式中：IL為光伏電池輸出電流；IF為抵消內(nèi)部PN光伏電池最大功率點跟蹤（MaximumPower結(jié)電流；I為流過負載RL的電流；q為一個電子所-19PointTracking，MPPT）是提高光能利用率的一項含電荷量，
3、1.6×10C；kO為波爾茲曼常數(shù)，1.38×-23[5]關鍵技術(shù)。目前，常用的最大功率點跟蹤方法有固10J/K；T為光伏電池表面溫度。定電壓法、電導增量法、擾動觀察法和模糊控制法隨著光強的增大，電流I增幅較大，而電壓U[1]等。相較而言，固定電壓法的應用最為簡單，但增幅很?。徊煌鈴娤碌墓夥姵刈畲蠊β庶c僅限于光照和溫度變化范圍較小的場合；電導增Pmax始終不斷改變，根據(jù)I-V和P-V的非線性變量法相對復雜，且對硬件要求較高，尤其難于選取化過程可知，電壓U、電流I的乘積會有一個最大合理的步長，易產(chǎn)生較大誤差；擾動觀察法作為值，該值即為
4、最大功率點P。因此，本文以通過對MPPT常用的經(jīng)典方法之一，其自身抗干擾能力不同時刻最大功率點的跟蹤展開控制算法研究。較差，使得系統(tǒng)始終在最大功率點附近波動，無法2MPPT跟蹤原理趨于穩(wěn)定；模糊控制法基于自身算法的優(yōu)勢，能夠光伏電池既非恒流源，亦非恒壓源，而是隨著根據(jù)外部環(huán)境的變化，選擇合理的步長，但因其無外界光照強度和溫度的變化，其輸出功率亦隨之法定義被控目標，控制設計缺乏系統(tǒng)性，此外單純改變。根據(jù)電路阻抗匹配原則，只有當電源內(nèi)阻等[6]模糊控制因為沒有積分環(huán)節(jié)，因此仍然屬于有差于負載電阻時，電源有最大功率輸出。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[2]控制。基
5、于此，本文提出了模糊自適應PID控制如圖1所示。算法，不僅使系統(tǒng)具有了模糊算法自尋優(yōu)的功能，A同時兼?zhèn)浣?jīng)典PID控制特性，兩種算法的結(jié)合與PV+互補，實現(xiàn)了系統(tǒng)對外部環(huán)境變化的快速響應以MPPT負V及對被控目標的精確控制。載1光伏電池輸出特性PV-[3]，[4]通常，光伏電池輸出的伏安（I-V）特性為qV圖1光伏電池MPPT結(jié)構(gòu)示意I=IL-IF=IL-Is#exp!"-1$（1）k0TFig.1MPPTstructureofphotovoltaiccell收稿日期：2015-02-17。基金項目：河北省自然科學基金項目（F201420
6、8145）；石家莊學院科研團隊項目（XJTD004）；河北省高等學校科學技術(shù)研究項目（ZD2015210）。作者簡介：劉振永（1963-），男，教授，研究方向為智能微電網(wǎng)。E-mail：sun77241530@126.com·834·劉振永，等基于模糊自適應PID的光伏電池MPPT研究光伏電池的非線性特點，決定了其內(nèi)部阻值移動。③當dP/dV>0且dP<0時，系統(tǒng)輸出功率在的非線性變化，使其在實際應用中很難與負載進最大功率點Pmax左側(cè)且遠離Pmax。④當dP/dV<0且行匹配。因此，通常需要為之加載DC-DC變換器dP<0時，系統(tǒng)輸出
7、功率在最大功率點Pmax左側(cè)且來進行阻值適配。遠離Pmax。本文采用無功率損耗的Buck電路作為系統(tǒng)通過對輸入量dP/dV，dP的判斷，分析MPPT的阻值控制電路，忽略Buck變換器本身損當前時刻輸出功率與最大功率點Pmax的關系，進[7]耗，則：而輸出占空比步長dS：
