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基于动态电阻参数调整的光伏发电系统最大功率点跟踪方法研究

2012-10-29王东林王贝贝

天津城建大学学报 2012年4期

潘 雷,王东林,王贝贝,龚 威,苏 刚

(1. 天津城市建设学院,天津 300384;2. 天津市建筑设计院,天津 300074)

随着能源危机的日趋严重,光伏能量的利用研究倍受关注.光伏发电所涉及的技术问题也引起人们的重视,并不断提出新的解决方案[1-2].

为了提高光伏能量的利用效率,相关学者提出了光伏发电系统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制策略,各种策略各具特色,主要可分为登山法、扰动观测法和增量电导法等[3-4].各种方法的最终目的都是根据光伏系统的V-I和P-I特性曲线找到一个最适合的工作点,笔者将利用组件输出特性在不同区域变化规律的不同,给出一种新的光伏发电控制系统.

1 光伏组件动态电阻特性

光伏组件的V-I和P-I特性曲线如图1所示,从图中可以看出,在不同区域曲线的变化率是不同的,根据电压和功率的变化情况可将其分为四段,即电流源区、功率区I、功率区II和电压源区.

在直流电路中,电路元件的两端电压和流过该元件电流的比值称为该电路元件的电阻;而组件两端电压和输出电流是时刻变化的,动态电压与动态电流的比值称为动态电阻,组件的动态电阻被定义为式(1),且具有负电阻特性[5],图2-3给出了动态电阻在不同照度和温度条件下的特性曲线.

图1 组件V-I和 P-I 特性曲线

图2 不同温度条件下动态电阻曲线

图3 不同照度条件下动态电阻曲线

组件的单二极管数学模型如式(2)[3-4]所示

式中:Ipv为组件输出电流,A;Isat为组件等效二极管反相饱和电流,A;Rs为组件等效串联电阻,Ω;……

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