邢珊珊，田素立，王振华，周俊华



光伏MPPT系统电压控制器的优化设计

邢珊珊，田素立，王振华，周俊华

(许继集团有限公司，河南 许昌 461000)

分析了光伏MPPT系统构成及工作原理。使用基于变步长电压扰动法作为功率/电压寻优控制器。为实现快速稳定的光伏MPPT响应，重点对光伏输出电压控制器的电压环进行优化设计。设计了一种光伏MPPT电压复合控制器，采用电压顺馈+PI调节器的方法实现。通过对光伏输出电压控制器进行数学建模得到电压闭环传递函数。确定了最佳PI调节器参数以得到快速稳定的MPPT控制。仿真分析结果以及试验结果表明，此电压复合控制器能够快速、稳定地实现光伏MPPT响应。

光伏MPPT；电压控制器；数学模型；电压顺馈；PI调节器；优化设计

0 引言

光伏电池输出功率随光照、温度等外部条件而时刻变化。为了提高能源利用率，实现光伏系统输出功率最大，需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪。目前最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)方法较多，主要有恒定电压法、恒定电流法、扰动观察法、电导增量法。

常见光伏MPPT系统按照能量传递方向大致可以分为三部分。第一部分是最大功率点寻优控制，通过寻优算法找到最大功率点输出时对应的光伏输出电压或者电流值。第二部分是能量辅助传递控制，通过DC/DC变换电路进行能量传递。第三部分是能量转化控制，通过离网或者并网型设备进行稳压控制，实现能量存储或并入电网。

针对最大功率点寻优控制，文献[1]提出了一种基于变步长的改进型电压扰动观察法。……