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光伏發電系統中光伏電池最大功率點跟蹤技術的研究與改進

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資料介紹

　　光伏發電系統中光伏電池的輸出特性具有唯一的最大功率點（MPP），需要對光伏電池的最大功率點進行跟蹤（MPPT）。文中分析了幾種常見的最大功率點跟蹤控制方法，對比分析了它們的優缺點。針對MPPT控制方法中存在的啟動特性較差、跟蹤過程不穩定、精度不高等特點，采用一種改進爬山法，該法以恒定電壓法作為啟動特性及采用變步長進行跟蹤控制，并利用Matlab/Simulink搭建了改進爬山法的MPPT控制模型，仿真結果驗證該方法的有效性。

　1光伏電池模型及輸出特性

　　1.1光伏電池的數學模型

　　在光照強度和環境溫度一定時，光伏電池既非恒壓源，也非恒流源，也不可能為負載提供任意大的功率，是一種非線性直流電源。其等效電路如圖1所示。圖1中，UJ為PN結電壓，Id為光伏電池在無光照時的飽和電流，Id=Io{EU+IRS）nKT-1}。一個理想的太陽能電池，由于串聯電阻RS很小，旁路電阻Rsh很大，所以在進行理想電路的計算時，它們均可忽略不計。由圖1的太陽能光伏電池等效電路得出：I=Iph-I0［eq（U+IRS）nKT-1］-U+IRRssh（1）式中，I為光伏電池輸出電流;I0為PN結的反向飽和電流;Iph為光生電流;U為光伏電池輸出電壓;q為電子電荷，q=1.6伊10-19C;k為波爾茲曼常數，k=1.38伊10-23J/K;T為熱力學溫度;n為N結的曲線常數;Rs，Rsh為光伏電池的自身固有電阻。

　　光伏發電系統中光伏電池最大功率點跟蹤技術的研究與改進