5kW光伏最大功率点跟踪电路的设计
来源： 作者： 发布时间：2015-04-23 13:05:18 浏览量：2.4 二极管的设计
升压斩波电路中的二极管应具有较低的通态压降和快速反向恢复特性，在电路中承受最大600V的电压和最大 28A的电流，因此选用二极管的主要参数为：耐压600V，电流为40A。
3 MPPT的控制实现方法
目前比较常用的MPPT控制方法主要有功率扰动法、电导增量法，结合项目实际情况，本文应用功率扰动法实现MPPT。扰动观察法的原理是，先给一个扰动输出电压信号(VPV+△V),再测量其功率变化，与扰动之前功率值相比，若功率值增加，则表示扰动方向正确，可继续向相同的(共模电感△V)方向扰动；若扰动后的功率值小于扰动前，则向相反的(△V)方向扰动。此法的最大优点在于结构简单，测量参数少，通过不断扰动使阵列输出功率趋于最大。控制流程图如图2所示
图2 MPPT流程图
整个BOOST电路所实现MPPT功能的系统控制框图如图3所示。
图空心电感3 系统控制框图
4 仿真实验
根据上述所设计参数及控制方法搭建了5kW的仿真平台，如图4所示。
图4系统仿真图
图中PV为光电池模型，T为太阳能电池板工作温度，S为太阳光照强度，VP为光电池工作电压，MPPT为系统控制核心模块。完成了图3的系统控制框图中Dclink前面的所有部分；包括MPPT计算、PI计算、PWM生成及驱动信号的生成。
4.1 光照强度变化时仿真分析
一体成型电感初始电池温度T为25°时，太阳光照强度S为800W/m2，0.1S时光照强度上升到1000 W/m2，0.15S时上升到1200W/m2，0.2S时下降到800 W/m2，0.25S时上升到1000W/m2。温度保持不变时，最大功率跟踪如图5所示，图中蓝色为最大功率、绿色为跟踪功率。从图中可见，随着光照强度的变化，最大功率点随着变化。
图5光照强度变化时最大功率追踪图
4.2 电池温度变化时仿真分析
初始光照强度保持1000W/m2时，光电池温度为25°，0.15S时光电池温度上升到光电池温度从35°，0.2S时光电池温度上升到45°时，光照强度保持不变，最大功率跟踪如图6所示，图中蓝色为最大功率、绿色为跟踪功率。从图中可见，随着温度的变化，最大功率点随着变化。
图6温度变化时最大功率追踪图
由图5及图6可见，在温度及光照的扰动下，光电池的最大输出功率点在变动，通过本文所设计方案可以很好的实现最大功率点的跟踪。
5 结论
本文以5kW/220V太阳能MPPT控制为例，介绍了最大功率跟踪的控制电路和系统框图，阐明了功率电感DC-DC升压斩波电路各元件的参数确定方法。MPPT的设计以功率扰动法为依据，采用自寻优算搜索算法进行最大功率点跟踪，通过MATLAB软件对太阳能MPPT控制系统进行仿真，验证了方案的合理性和可行性。
参考文献
[1] 李晶,窦伟,徐正国,等.光伏发电系统中最大功率点跟踪算法研究[J].太阳能学报,2007(3).
[2] 张凌.单相光伏并网逆变器的研制.北京交通大学硕士学位论文,2007.
[3] 林飞,杜欣主编.电力电子应用技术的MATLAB仿真[M].北京:中国电力出版社,2009:1
作者简介
管晓磊（1984-），男，汉族，黑龙江人，助理工程师，本科，研究方向：电力高频开关电源，逆变电源，光伏并网逆变器。■
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