程若发，许立斌，杨嘉静，刘聘凭，赵玉坤

（南昌航空大学信息工程学院，南昌 330063）

0 引言

太阳能是一种清洁能源，它需要光伏电池作为媒介，将其转换成电能［1］。光伏组件通过串、并联结构可构成光伏阵列。由于光伏阵列的输出特性存在非线性，且易受到如环境温度、光照强度等因素的影响。只有当系统处于某一特定点时，光伏阵列才能输出最大功率，该特定点称为最大功率点（Maximum Power Point，MPP）。为确保光伏阵列能在最大功率点附近工作，提高光伏转换效率，就需要通过最大功率跟踪技术（Maximum Power Point Tracking，MPPT）调整控制变量，如电压、电流以及占空比等。在众多的MPPT方法中，扰动观察法（Perturb and Observation，P&O）与电导增量法（Incremental Conductance，INC）拥有结构简单且易实现的优势，被广泛使用。但由于它们均是基于扰动的自寻优方法［2］，且扰动步长都是固定值，使得它们具有较差动态性能的同时，还有大幅度的功率振荡［3］。

针对上述问题，本文提出一种改进INC 算法。在环境变化时，估算出短路电流的大概值，求出最大功率点电流值。使用Boost变换器特性计算出最大功率点的占空比，实现最大功率点的跟踪。仿真结果表明，该算法在动态性能与稳态性能上均优于传统INC算法。

1 光伏电池理论模型与输出特性

1.1 光伏电池理论模型

目前，单二极管、双二极管光伏电池模型较受欢迎［4］。为了获取较高的准确度，使用文献［5］中提出的双二极管模型，如图1 所示。

图1 光伏电池的双二极管模型

光伏电池伏安特性为：

式中：IPV、UPV分别为光伏输出电流、电压；Iph为光生电流；ID1、α1与Uth1分别为二极管D1的反向饱和电流、理想因子以及热电压；……