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太阳能电池最大功率跟踪控制

发布日期:2017-10-27 来源: 本网 查看次数: 127 作者:admin

核心提示:  光伏系统;最大功率点跟踪;增量电导法;光伏电池随着经济快速发展,传统的燃料一天一天也正在减少,世界上许多发达国家都开始对新能源展开研究,这里面太阳能发电利用当然是最具有灵活性和可行性的。但是,通过

  光伏系统;最大功率点跟踪;增量电导法;光伏电池随着经济快速发展,传统的燃料一天一天也正在减少,世界上许多发达国家都开始对新能源展开研究,这里面太阳能发电利用当然是最具有灵活性和可行性的。但是,通过观察光伏电池的输出特性可以看出其输出特性呈现明显非线性特性,这就需要对它的最大功率点进行跟踪和控制。本文中先根据光伏电池的理论模型原理,在MATLAB/Simulink仿真环境下,搭建光伏电池的仿真模块,并对光伏电池在温度一定不同的日照强度和日照强度一定不同温度条件下的输出特性进行仿真,验证该电池模块的实用性。最大功率点跟踪控制方法很多,本文采用常用的增量电导法进行MPPT跟踪控制,简介完原理之后,同样在MATLAB/Simulink仿真环境下搭建模块实现增量电导法对太阳能电池最大功率跟踪控制,仿真结果显示跟踪效果。

  1.1光伏电池的数学模型当光照强度不变时,由于太阳光产生的电流U不会随光伏电池的工作状态变化而变化,所以在其等效电路中可以看作为恒电流源。光伏电池两侧接入了负载电阻R之后,太阳光产生的电流就会流过负载,故在负载两端就会产生端电压V.负载两端的端电压在反作用于光伏电池的P-N结上,就会产生一股与太阳光产生的光电流方向相反的电流电阻Rs.串联电阻阻值越大,线路的损耗也就会越大,光伏电池的输出效率就会越低。一般在实际的光伏电池中,串联电阻阻值大约在10-3欧和几欧之间。另外,考虑到制造工艺的影响,在制作时光伏电池的边缘和金属电极可能会产生一些微小的裂痕或划痕,形成漏电导致原本要流过负载电阻的光电流被短路了,因此必须引入并联电阻Rsh来等效。并联电阻Rs对于串联电阻Rs来说,并联电阻Rsh比较大,大约1000欧以上。太阳能电池的等效电路如所示。光产生的光电流;Id为流过二极管D的电流;丨sh为光伏电池的漏电流;曼常数1.38x10-23丨/K;T为绝对温度(+273K;A为PN结理想因子;为光伏电池的并联电阻;Rs为光伏电池的串联电阻。

  1.2影响光伏电池伏安特性的因素对太阳能电池组件伏安特性影响的主要因素是日照强度和工作温度。对于在一定温度不同光照和一定光照不同温度情况下,对应的P-V和V-丨曲线我们都应该知道呈现什么样的关系。这里我们通过建立太阳能电池的数学模型并在MATLAB/SIMULINK仿真环境下搭建模块中进行仿真,通过观察输出P-V和V-丨波形验证该电池模型的实用性。

  光伏电池仿真模块图Fig.2温度不变时,改变光照从600w/m2到1500w/m2次增加200w/m;2得P-V,V-丨曲线分别如和b:光伏电池的数学模型由光伏电池等效电路可得出:其中温度不变,光照强度从600w/m2到1500w/m2从下到上电出版社。

  孔娟,夏东伟,李永辰。光伏发电系统中最大功率点跟踪研究综述。自动化原理技术与应用。

  李思,孙建平。光伏发电的最大功率跟踪算法比较。中国高新技术企业技术杜慧。太阳能光伏发电控制系统的研究。华北电力大学(保定)硕士学位论文。2008.冯冬青,李晓飞基于光伏电池输出特性的MPPT算法研究。计算机工程与设计,2009.陈兴峰,曹志峰等。光伏发电的最大功率跟踪算法研究。RENEWABLEEN-ERGY,2005.

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