基于自適應(yīng)擾動觀察法的光伏灌溉系統(tǒng)設(shè)計與驗證

施允洋，李玉龍，房開拓，劉方方

?灌溉技術(shù)與裝備?

基于自適應(yīng)擾動觀察法的光伏灌溉系統(tǒng)設(shè)計與驗證

施允洋，李玉龍，房開拓，劉方方

（宿遷學(xué)院，江蘇 宿遷 223800）

【目的】解決光伏灌溉系統(tǒng)中水資源浪費、系統(tǒng)效率低等問題?！痉椒ā勘疚奶岢鲆环N基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的光伏灌溉系統(tǒng)，實時檢測節(jié)點處土壤濕度，通過Zigbee技術(shù)將檢測值傳回物聯(lián)網(wǎng)平臺，平臺根據(jù)設(shè)定閾值控制執(zhí)行機構(gòu)完成灌溉；針對光伏水泵系統(tǒng)組最大功率點跟蹤（MPPT）算法存在的缺陷，提出自適應(yīng)擾動觀察法，通過Matlab/Simulink對算法模擬仿真?！窘Y(jié)果】自適應(yīng)擾動觀察法較定步長擾動觀察法追蹤速度提升340%，在最大功率點處系統(tǒng)功率損失較低；對稻田和棉花田2種作物土壤濕度進行灌溉控制，其中稻田誤差值控制在±3%、棉花田誤差值控制在±2%，達到預(yù)期效果。【結(jié)論】本灌溉系統(tǒng)具有成本低、效率高的優(yōu)點，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，系統(tǒng)更加符合使用需求，可以遠程監(jiān)控農(nóng)作物狀態(tài)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)智能化。

Zigbee；擾動觀察法；光伏灌溉；物聯(lián)網(wǎng)

0 引言

【研究意義】21世紀(jì)，人類面臨多種全球性挑戰(zhàn)，人口不斷增長進一步加劇了糧食短缺和能源危機，以太陽能為代表的新能源得到了廣泛應(yīng)用。農(nóng)業(yè)是支撐國民經(jīng)濟建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，以現(xiàn)代元素驅(qū)動農(nóng)業(yè)已成為農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的重要方向，因此，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)4.0等應(yīng)運而生[1]。伴隨著農(nóng)業(yè)科技的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)用水量需求日益增加，當(dāng)前農(nóng)業(yè)灌溉用水量占世界用水量的70%，而以大水漫灌為主的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)，灌溉水利用效率低、水資源浪費嚴(yán)重、電能消耗量高?！?br>