基于遗传算法的占空比扰动法在MPPT中的应用研究.pdf

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1、第38卷第15期电力系统保护与控制Vb1．38N0．152010年8月1日PowerSystemProtectionandControlAug．1，2010基于遗传算法的占空比扰动法在MPPT中的应用研究肖俊明，王东云，李燕斌，焦凌云(1．中原工学院，河南郑州450007；2．许继电气股份有限公司，河南许昌461000)摘要：为了提高光伏电池的利用率，需对光伏电池的最大功率点进行快速准确的追踪控制。根据光伏电池的电气特性，建立了光伏阵列的数学模型。针对传统占空比扰动法的不足，提出了一种基于遗传算法的占空比扰动法，并在Matlab／s

2、imu1ink下进行了建模与仿真仿真结果表明所提方法能够在外界环境变化时快速、准确地跟踪太阳能电池的最大功率点，使光伏系统具有良好的动态和稳态性能。关键词：遗传算法；占空比；扰动法；最大功率点跟踪；光伏发电系统ResearchORamaximumpowerpointtrackingwithDllPbased011geneticalgorithmXIAOJun-ming，WANGDong—yun，LIYan—bin，JIAOLing—yun(1．ZhongyuanUniversit)，ofTechnology，Zhengzhou450

3、007，China；2．XJElectricCo．，Ltd，Xuchang461000，China)Abstract：Itisnecessarytotrackthemaximumpowerpointofsolarcellarrayrapidlyandaccuratelytoimprovetheutilizationofsolarcellarray．Thispaperestablishesamathematicalmodelofphotovoltaicarrayaccordingtotheelectricalcharacteristi

4、csofsolarcellarray．Aimingatthelackoftraditionaldutyratioperturbation，adu够ratioperturbationbasedongeneticalgorithmisproposed．ThismaximumpowerpointtrackingmethodisestablishedandsimulatedwithMatlab／Simulink．Simulationresultsshowthatthemaximumpowerpointtrackingalgorithmbas

5、edongeneticdutyratioperturbationcantrackthemaximumpowerpointrapidlyandaccuratelywhentheexternalenvironmentalchanges，andcanimprovethestaticanddynamicperformanceofphotovoltaicpowersystem．Keywords：geneticalgorithm；dutyratio；perturbationmethod；maximumpowerpointtracking；pho

6、tovoltaicpowersystem中图分类号：TM71文献标识码：A文章编号：1674-3415(2010)15．0043．040引言的变化，使光伏系统始终输出最大功率。1光伏阵列的仿真模型光伏电池的光电转换效率低是光伏发电的主要问题之一，通过电力电子技术和控制技术实现光伏发1．1光伏电池的数学模型电的最大功率跟踪是解决这一问题的有效措施，它能MPPT控制是对光伏电池的输出进行控制，必使电池阵列的输出功率增加约15％-36％[。目前常须建立光伏阵列的数学模型[。光伏电池相当于具用的MPPT方法有固定电压法、扰动观察法、增量电有

7、与受光面平行的极薄PN截面的大面积的等效二极管，其等效电路图如图1所示。导法等。固定电压法控制简单，但跟踪方式没有考虑到温度对开路电压的影响，能量损失较大。扰动观察1————+法和增量电导法是目前应用较多的方法，这两种方法转换效率高，但MPPT电路功率开关的占空比调节量一f，。十≥多R。：△D难以选择，△D较大时，MPPT速度快，在功率最大点附近会出现较大的振荡，能量损失较大；△J[)较』]小时，最大功率点附近的振荡减弱，系统对外界的响应速度减慢。本文介绍了一种基于遗传算法的占空比图1光伏电池等效电路图扰动MPPT控制法，直接根据负

8、载功率的变化来控制Fig．1EquivalentcircuitofphotovoltaicbatteryCuk变换器的占空比实现最大功率点跟踪，实验表明由图I可得光伏电池的输出特性方程】：该算法在环境发生变化时可以快速跟踪最大功率的其