5kW光伏最大功率点跟踪电路的设计

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

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。■