刘永健，龚建军，黄宇宙，周 磊

（河海大学 能源电气学院,江苏 南京 211100）

光电转换效率低是光伏发电的一个突出问题，一般的多晶硅太阳电池的光电转换效率仅为12%～14%[1]。为了提高太阳能利用率，降低光伏发电的成本，有必要对光伏阵列的输出功率进行最大功率点跟踪。本文考虑采用滑膜控制来实现最大功率跟踪控制，以弥补传统方法的参数灵敏度、适用范围受限制等方面的缺陷。并对滑膜控制率进行改进，采用一种改进的指数趋近律方法，使得控制输出变量可以为连续变量，再通过调制器得到开关管的控制信号，实现控制。

1 光伏阵列输出特性

1.1 光伏电池的数学模型

光伏电池其实是一个能量转换器，它将太阳能发出的能量转换成人类所需要的电能。太阳能电池是由两种不同半导体材料构成的，可以看作是一个PN结，其工作原理就是PN结上接受太阳光照而产生的光生伏打效应。光伏电池一旦接上相应的负载，就会产生光生电流，负载两端也会产生相应的电压，图1为光伏电池的等效电路[2]。

由图中规定的电压和电流的方向，可得到光伏电池的输出电气特性方程[3]为：

图1 光伏电池等效电路图Fig.1 Circle of PV cell

式中，Iph——太阳能电池光电流，A；Id0——二极管反向饱和电流，A；n——二极管排放系数；k——波尔兹曼常数;T——电池的绝对温度；Tref——参考温度，取为25℃；CT——温度系数；Eg——能带系数；q——电子电荷，；Rs——串联等效电阻，Ω；Rsh——并联等效电阻，Ω；I——电池输出电流，A；V——电池输出电压，V。

1.2 光伏阵列仿真分析

根据上述式子及等效电路图，利用Matlab/Simulink建立光伏电池的数学仿真模型如图2所示。……