光伏MPPT自适应策略研究及评估
卢晓光1，李凤格2，刘伟鹏3，卢利军1
(1 河南许继仪表有限公司，河南 许昌 461000；
2 许昌智能继电器股份有限公司，河南 许昌 461000；
3 河南许继电力电子有限公司，河南 许昌 461000)
摘 要：光伏电池最大功率点追踪(MPPT)算法种类繁多，但现有产品追踪能力弱，控制过程追踪速度和稳态精度不能兼顾。搭建了光伏电池模型并进行仿真，寻找光伏电池对环境变化的响应特性，并通过响应特性寻找光伏电池达到 MPPT 状态的电压给定条件及给定趋势，进而掌握 MPPT 控制机理。选择扰动法 MPPT 技术搭建整体光伏系统仿真模型，总结了扰动法对响应速度及稳态波动上的控制矛盾。设计了自适应扰动法 MPPT 控制策略并完成仿真模型搭建及仿真评估，结果表明，自适应扰动法 MPPT 控制能提高响应速度50%，稳态波动减少77.5%，且实现简单不需要附加测量设备及提高控制器性能。
关键词： 光伏发电；光伏电池；自适应扰动法；最大功率点追踪；响应特性；稳态波动
中图分类号：TM615 ；TM914.4 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2024)12-0048-06
Research and Evaluation of Adaptive Strategies for Photovoltaic MPPT
LU Xiao-guang1, LI Feng-ge2, LIU Wei-peng3, LU Li-jun1
（1 Henan XJ Metering Co., Ltd, Xuchang 461000, China;
2 Xu Chang Intelligent Relay Co., Ltd, Xuchang 461000, China;
3 Henan XJ Power Electronics Co., Ltd, Xuchang 461000, China）
Abstract: There are numerous maximum power point tracking(MPPT) algorithms for photovoltaic (PV) cells, but existing products exhibit weak tracking capabilities, failing to balance tracking speed and steady-state accuracy during the control process.Based on this, a PV cell model is built and simulated to find the response characteristics of PV cells to environmental changes, and through the response characteristics to find the voltage given conditions and trends of PV cells to reach the MPPT state, so as to grasp the MPPT control mechanism. Selecting the perturbation method MPPT technology to build the overall PV system simulation model, and summarize the perturbation method on the response speed and steady state fluctuations on the control contradictions. The adaptive perturbation method MPPT control strategy is designed and the simulation model construction and simulation evaluation are completed, and the results show that the adaptive perturbation method MPPT control can improve the response speed by 50%, the steady state fluctuation is reduced by 77.5%, and the realization is simple without the need for additional measurement equipment and improve the performance of the controller.
Key words: photovoltaic power generation; photovoltaic cell; adaptive perturbation method; maximum power point tracking; response characteristic; steady state fluctuation
参考文献
[1] 唐成虹，董存，戴睿鹏，等. 基于模型预测控制的光伏场站快速协同无功电压控制[J]. 电力系统保护与控制，2023，51(17) ：80-90.
[2] 李凤格，卢晓光. 基于双控制器平滑切换的变桨控制算法开发[J]. 自动化与仪表，2023，38(8) ：31-35.
[3] 常东旭，吴宁，刘辛裔，等. 基于物理约束的风电场主动支撑策略研究[J] . 现代电力，2021，38(5) ：554-560.
[4] 徐衍会，崔瑞顺，刘江东，等. 基于分布式光伏集群协同优化的配电网电压控制策略[J] . 现代电力，2023， 40(2) ：143-152.
[5] 马燕峰，景雪，赵书强，等. 光伏接入系统的小干扰稳定灵敏度分析及其应用[J] . 电力自动化设备，2021，41(8) ：70-75.
[6] 卫程超，赵晋斌，曾志伟，等. 光伏波动下低压直流系统功率振荡抑制研究[J] . 电力系统保护与控制，2023，51(5) ：128-138.
[7] 武泽权，牟永敏. 一种改进的鲸鱼优化算法[J]. 计算机应用研究，2020，37(12) ：3618-3621.
[8] 冯文涛，宋科康. 一种增强型鲸鱼优化算法[J]. 计算机仿真，2020，37(11) ：275-279.
[9] 梁明玉，蔡新红，赵咪. 基于改进粒子群算法的光伏系统 MPPT 控制研究[J]. 计算机仿真，2021，38(10)：133-139.
[10] 张明锐，陈喆旸，韦莉. 免疫萤火虫算法在光伏阵列最大功率点跟踪中的应用[J] . 电工技术学报，2020，35(7) ：1553-1562.
