付光杰, 暴 蕊, 江雨泽, 吕春明, 周禹彤

(1. 东北石油大学 电气信息工程学院, 黑龙江 大庆 163318； 2. 哈尔滨科学技术职业学院 现代服务学院, 哈尔滨 150300)

0 引 言

目前全球能源危机日益严重, 由于太阳能是一种理想的清洁能源, 因此受到了世界各国的重视, 而光伏发电产业已经在世界各国能源结构中占据着举足轻重的地位[1-3]。但光伏电池的利用率低、 成本高依然是阻碍其应用的难题, 所以最大功率点追踪(MPPT: Maximum Power Point Tracking)技术是当前研究的重点。针对MPPT技术, 国内外学者提出的方法中扰动观察法(P&O: Perturbation & Observation method)因其结构简单且实效性好而被广泛应用。但其也有无法兼顾追踪速度和精度的缺点, 为此出现了很多改进的P&O法。

闫瑞杰等[4]将P&O与牛顿差值法相结合提出一种复合的控制策略, 根据牛顿差值法得到的近似曲线追踪到最大功率, 但只提高了追踪速度； 梁国壮等[5]将扰动观察和模糊控制结合成一种复合法, 将寻优速度提高了0.35 s； Ahmed等[6]提出最大功率简化稳态点的跟踪方法, 缓解了传统P&O的振荡趋势； 张国梁等[7]通过改变功率对电压的比值改善了输出性能； 陈令军等[8]提出一种新的变步长算法, 虽然提高了速度, 但精度问题还没有很好地解决。为此笔者提出了一种基于功率预测的变步长P&O法, 利用步长较大的传统扰动观察法的快速性追踪到最大功率点附近, 然后进行线性化功率预测, 进而精确地追踪到最大功率点。

1 光伏电池建模及其输出特性

1.1 光伏电池建模

光伏电池是光伏系统的重要组成部分, 发电原理是半导体光生伏打效应[9]。……