基于改进MPPT算法的光伏发电系统设计.docx

基于改进MPPT算法的光伏发电系统设计刘志东摘要：新型太阳能发电作为一种可再生清洁能源，具有没有资源枯竭危险、绝对高的安全性、资源信息分布广泛。光伏发电效率依旧非常的低，所以改善发电效率是太阳能发电的重要研究方向。最大功率点这一要素在相对短暂的光伏发电史上涌现出了各种控制算法，其中最具影响力的便是MPPT控制算法。本文通过对传统算法技术的解析，并进行了优化部分算法。关键词：光伏发电;MPPT控制算法;改进MPPT算法中图分类号：TP308文献标识码：A文章编号：1009-3044（2021）26-0141-02开放科学（资源服务）标识码（OSID）：DesignofPhotovoltaicPowerGenerationSystemBasedonImprovedMPPTAlgorithmLIUZhi-dong（JiLinAgriculturalScienceandTechnologyUniversity，Jilin132101，China）Abstract：Asakindofrenewableandcleanenergy，newsolarpowergenerationhasnodangerofresourcedepletion，absolutehighsecurityandwidedistributionofresourceinformation.Photovoltaicpowergenerationefficiencyisstillverylow，soimprovingpowergenerationefficiencyisanimportantresearchdirectionofsolarpowergeneration.Themaximumpowerpointofthiselementinarelativelyshorthistoryofphotovoltaicpowergenerationemergedinavarietyofcontrolalgorithms，themostinfluentialisMPPTcontrolalgorithm.Thispaperanalyzesthetraditionalalgorithmtechnologyandoptimizessomealgorithms.Keywords：photovoltaicpowergeneration;MPPTcontrolalgorithm;ImprovedMPPTalgorithm太阳能发电作为一种可再生清洁能源，具有没有资源枯竭危险、绝对高的安全性、资源信息分布广泛、受到不同地域环境限制小以及潜在的可经济性等多大优势，在长期可再生清洁能源发展战略中一直占据重要战略地位。随着太阳能光伏技术在中国的快速发展，该技术已经广泛应用于中国的大多数领域提供能源。在这种拥有资源但未能完全利用的大环境下光伏发电拥有很大的发展前景。除天气环境、自然条件和材料本身造成的不可避免的损失外，其余可控的、可提升的、可探究的条件都是未来光伏发电提高效率需要研究的主要方向。为了能够合理地搭配系统，提升发电效率;需要对经典的MPPT控制算法及其他提升效率的控制算法进行分析、测试、改进，提炼出各种算法的优缺点，使提升光伏发电效率的算法能被使用者合理的应用。本文通过讲解各种算法技术，对其进行优劣判断，并进行了优化。1光伏阵列发电原理光伏电池的I?V物理特性会随着外界环境和温度发生改变，光伏电池简化模型如图1所示。光伏电池的I-V数学模型为：[pv=Iph-Io[exp（q（Upv+Ipv*Rs）O*L*N）-1]-Upv+Ipv*RsRsh]（1）2光伏发電提升效率的提升在光伏发电技术发展历程中研究人员总结出两个提升光伏电池发电效率的方向，即控制光辐射度和控制最大功率点。围绕最大功率点这一要素在相对短暂的光伏发电史上涌现出了各种控制算法，其中最具影响力的即是MPPT控制算法。在均匀的光照下光伏组件发电机组输出波动性很大，与光伏组件所处的环境息息相关，因容易直接受到外界环境的变化，即光照强度、外界温度及空气中的湿度等。使得在实际应用中矩阵输出的电能不断发生变化，mppt控制算法是对于图2中mpp点的一种跟踪和控制，使矩阵输出的效率稳定且能够保持最大的发电效率。3优化的MPPT算法三点法由于其功率控制简单、算法实现极其简单等优势，得到了广泛的应用。它是一种基于功率预测的MPPT算法。该算法是在一种光伏电池（P-V）功率特性曲线的顶点附近，从左到右依次选取A、B、C三个点。根据三次方法确定电压的变化，传统的三点算法将整个系统的工作电压按照固定的模式进行预处理，对于小调整，电流ΔV，依次采用稳定跟踪算法，但三点光连续变化的动态性能较差，导致效率低下。优化算法主要预测功率，克服了三点法对光照连续变化