基于ADRC的電導(dǎo)增量法對MPPT控制策略的研究

馬 闖，厲 虹，弓鎮(zhèn)宇

(北京信息科技大學(xué) 自動化學(xué)院，北京 100192)

0 引 言

光伏(PhotoVoltaic，PV)電池受外部環(huán)境，如光照強(qiáng)度、溫度、負(fù)載等影響，因此其輸出呈非線性特性[1]。當(dāng)輸出電壓為一定值時(shí)，PV電池將輸出最大功率，即在功率-電壓(P-U)曲線的最高功率點(diǎn)，稱為光伏電池最大功率點(diǎn)。為了有效地提高光電轉(zhuǎn)換效率，高效利用光伏電池，最大功率點(diǎn)追蹤(Maximum Power Point Tracking，MPPT)就變得特別重要[2-3]。

為了在復(fù)雜多變的外界環(huán)境下追蹤到光伏電池的最大功率點(diǎn)，學(xué)者們提出了多種MPPT算法，大體可分為三種類型：第一種類型是簡易算法，主要包括短路電流法[4]和開路電壓法[5]。這類算法簡單、易于實(shí)現(xiàn)，但控制精度低。第二種類型是智能算法，主要包括遺傳算法和粒子群算法[6-7]等。此類算法追蹤精度可以達(dá)到較高的水平，但由于復(fù)雜的算法原理，增加了光伏電池系統(tǒng)的成本。第三種類型是擾動算法，包括擾動觀察法、電導(dǎo)增量法等。該類算法是通過給一個(gè)擾動電壓，來改變光伏電池的輸出功率，類似物理學(xué)中的試觸法，周期性地觀察上一時(shí)刻的功率大小從而做出調(diào)整，改變擾動方向。此類算法簡單易行，但是也存在誤判和振蕩現(xiàn)象[8-9]。電導(dǎo)增量法根據(jù)光伏電池的輸出特性取向的導(dǎo)數(shù)是否為0來判斷是否達(dá)到最大功率點(diǎn)，當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生改變時(shí)傳統(tǒng)的定步長電導(dǎo)增量法不但容易誤判，無法追蹤到最大功率點(diǎn)，甚至導(dǎo)致功率振蕩，而且此類方法追蹤精度和追蹤速度不能兼顧。在定步長基礎(chǔ)上改進(jìn)的變步長電導(dǎo)增量法，當(dāng)光照強(qiáng)度發(fā)生劇烈變化時(shí)，光伏電池的動態(tài)響應(yīng)速度會大大降低[10]，且系數(shù)需根據(jù)光伏系統(tǒng)追蹤性能的需求而確定為不同的數(shù)值，該算法適應(yīng)性不強(qiáng)。……