基于改进扰动观察法的光伏阵列MPPT研究

为解决环境快速变化时跟踪失效的问题，对PO法做如下改进：首先假设在一个T内，光照强度变化率为一个常数。在T／2时增加一次采样P0，在Pk～P0采样时间内不进行扰动，在P0～Pk+1采样时间内引入扰动，如图5所示。

在改进PO法中，dP1’只反映由于环境变化而引起的功率变化，dP2’反映跟踪产生的扰动和环境变化共同作用引起的功率变化，则在一个T内功率的变化量可表示为：
dP=dP2’-dP1’=Pk+1-P0-(P0-Pk)=Pk+Pk+1-2P0 (5)
由式(5)可见，dP只反映由于MPPT产生的扰动所引起的功率变化情况。对于因扰动变化而引起的dP变化，通过控制D即可实现MPPT。改进PO法流程如图6所示。

5 实验分析
搭建了模拟光伏阵列实验电路。在Boost变换器输入端并联一个330μF的电容，以保证模拟太阳能电池能持续供电。系统采用DSP芯片TMS320LF2407A为主处理器，通过改变D的值来实现MPPT。Boost变换器升压电感为900μH，滤波电容为0.1μF，Us=100V，R0=100Ω，R1=120Ω。图7示出模拟光照强度突变时的实验波形。

可见，当模拟光照强度突变时，改进PO法比常规PO法快约4 s跟踪到模拟光伏阵列的MPP，且稳定工作时能更迅速、准确地跟踪到MPP。经测量，在P稳定后，U0稳定在48．9～49．7 V之间，较好地满足了系统在MPP处的工作条件。
由实验可说明：一方面．调节Us和R0的值可模拟光照强度的迅速变化；另一方面，通过DSP控制的PWM脉冲不断改变D，从而改变U0，使其
迅速匹配模拟光伏阵列MPP对应的电压，并最终稳定在MPP附近。

6 结论
针对外界环境迅速变化时常规PO法失效的问题，此处提出一种改进PO算法跟踪光伏阵列的最大功率点，并采用压阻可变方法模拟光伏阵列的输出特性。以DSP芯片TMS320LF2407A为控制电路主处理单元，搭建了基于Boost变换器的光伏阵列最大功率点跟踪控制实验电路。实验结果表明，该算法简洁实用，能有效地实现最大功率点跟踪，具有一定的应用价值。