基于DSP的光伏电池最大功率跟踪算法的设计

电池的最大功率输出的工作电压电流，需要对跟踪的方法进行改进。

5 改进方法

根据相同工作电压变化量在恒压源区和恒流源区的不同影响效果，对两个区内电压变化的步长作适当调整，提高最大功率跟踪的效率。经过测试，通常使用的光伏电池的最大功率点电压一般为其开路电压的（0.75-0.85）倍，所以恒流源区与恒压源区电压范围的比例关系大概是4:1。如果判断出当前光伏电池阵列工作于恒压源区时，其工作电压肯定大于最大功率点电压，要朝着减小工作电压的方向变化，取它的电压变化步长为△V；反之，如果判断出当前光伏电池阵列工作于恒流源区时，其工作电压肯定小于最大功率点电压，要朝着增大工作电压的方向变化。为了提高跟踪速度，取它的电压变化步长为4△V。

为了提高最大功率跟踪的精度，在一定的温度和光照强度时，当光伏电池的输出功率与当前条件下所能达到的最大功率接近到一定程度时，对它的跟踪步长△V进行调制，将△V适当变小，使其更精确的跟踪最大功率。在实际运行当中，光照强度突然发生变化瞬间，光伏电池两端的工作电压不会发生明显变化，相反，光伏电池的输出电流会发生瞬间的明显变化。根据这一特点来判断△V应采用大步长值△V2还是小步长值△V1。在系统控制参数的设计时，需要根据具体的光伏电池参数，来确定工作电流的变化量 的值作为判断标准。改进后的电导增量法流程图如图5所示。

图5 改进后的电导增量法流程

6 实验结果

由实验波形很容易看出，采用改进后的电导增量算法的光伏系统，在光照强度很稳定时，直流母线电压的波动非常小；当光照强度突然变化时，直流母线上的电压也非常稳定，电流迅速增大，保证光伏电池始终做最大的输出。

图6 光强突变时的母线电流和电压

7 结语

利用TMS320LF2407数字信号控制器作为主要控制芯片，采用改进的MPPT控制方式，该系统具有很好的动态响应和跟踪精度，具有跟踪光伏电池阵列最大功率点的功能，提高了系统的效率，充分利用了能源。