余运俊，谢太明，黄玉水，胡湘玉

（南昌大学信息工程学院，南昌 330031）

0 引言

太阳能资源丰富、绿色环保，是21 世纪最具发展潜力的可再生能源［1］。光伏水泵系统是利用太阳能抽水的装置，通过光伏阵列将太阳能转换为电能，再利用电能进行抽水，被广泛应用在干旱缺水地区［2］。光伏水泵系统中，光伏电池阵列的输出功率受环境温度、光照强度等因素的影响，具有明显的非线性特性［3-4］。为了提高光伏电池的利用率，使之始终工作在最大功率点附近，常在系统中采用最大功率点跟踪（maximum power point tracking，MPPT）技术［5-6］。

国内外研究和应用的MPPT 算法有很多，常用的MPPT控制算法可分为：①传统算法，具体有扰动观察法（perturbation and observation，P&O）［7-8］、电导增量法（incremental conductance，INC）［9］。P&O 和INC 的区别在于电压变化的判断条件不同［10］。在此基础上改进后提出的变步长扰动观察法、变步长电导增量法等［11-12］。②智能算法，主要有粒子群算法［13］、遗传算法等。扰动观察法和电导增量法适用范围大，是目前使用最多的MPPT 算法，广泛应用于实际工程中［14］。自抗扰控制（active disturbance rejection control，ADRC）是一种估计扰动并补偿扰动的控制算法，其关键在于从被控输出量中提取扰动信号，并在控制律中进行扰动补偿［15-16］。

本文研究了一种变增益ADRC 与变步长P&O 相结合的MPPT策略，并应用于光伏水泵系统中，在建立光伏水泵系统数学模型的基础上，给出了ADRC 的设计方法，ADRC对系统扰动进行估计补偿，减小了系统功率振荡，提高了光伏泵的工作效率。

1 光伏水泵系统模型

1.1 光伏电池模型

光伏电池模块是一个非线性的模块，它可以等效为电流源和二极管并联，再加上电阻来等效损耗，光伏电池单元的等效电路图如图1 所示。……