吴修权，刘伟丽，姜明明

(山东农业工程学院机械电子工程学院，山东 济南 250000)

1 引言

在太阳能光伏发电系统中，初期投资费用高，并且系统能量转换效率低。太阳能电池受环境的影响严重，输出不稳定，效率差[1]。同时光伏电池的价格昂贵，转换率低，光伏系统的推广受到很大限制。最大功率点跟踪可以保证相同光照条件和硬件设备投入的前提下获取功率，获取最大发电量。最大功率点的跟踪可以在保持系统稳定性的同时提高光伏系统的利用率。本文采用了基于模糊控制的扰动观察法，具有响应速度快、控制精度高。系统稳定性好等优势。

2 系统设计

2.1 最大功率跟踪系统简介

当外部环境因素变化时，光伏电池的负载特性呈现非线性变化，如图1所示。

图1 光伏电池P-U曲线在不同光照强度下的变化Fig.1 Changes of PV cell P-U curve under different light intensity.

图1显示输出功率会随输出电压的变化而变化，在P-U曲线的最高点就是最大功率点。多条P-U曲线显示不同光照强度下，最大功率点所对应的电压不同。根据环境变化调整光伏阵列的工作电压使输出功率时刻保持最大。这就是本文研究的最大功率点跟踪。

2.2 系统方案选择

最大功率跟踪控制系统方案包括跟踪控制算法和控制电路两部分。

2.2.1 跟踪控制算法方案选择

跟踪控制算法主要有模糊控制法、恒压法、扰动观察法、最优梯度法、增量电导法等。从成本、复杂程度、精准度和响应速度等方面综合考虑本文选择扰动观察法。

扰动观察法原理是给工作电压一个小的扰动，输出功率随之变化。……