采用DSP实现的太阳能MPPT算法

传统的燃料能源正在一天天增加，对环境导致的危害日益突出，同时全球还有20亿人得到长时间的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，期望可再生能源需要转变人类的能源结构，保持将来的可持续发展。太阳能以其独特的优势而沦为人们推崇的焦点，更加多的国家开始实施阳光计划，研发太阳能资源，谋求经济发展的新动力。

因此，研究并网逆变器的设计具有辽阔的前景和意义。容许光伏系统的主要因素有两点：⑴初期投资较为大；⑵太阳能光伏电池的切换效率较低。目前我们一般来说用于的光伏电池效率在15%左右，即使世界上最先进设备技术的光伏电池在类似的实验条件下也不能超过40%，因此光伏电池仅次于功率追踪就显得十分最重要，所以长期以来都是学术界研究的热点。

2光伏电池阵列特性分析2.1光伏电池的数学模型光伏电池是利用半导体材料的光伏效应制作而出的。所谓光伏效应是指半导体材料吸取光能，由光子唤起出有电子空穴对，经过分离出来而产生电动势的现象。光伏电池的I-V特性随日照强度S（W/㎡）和电池温度t（℃）而变化，即I=f（V,S,t）。根据电子学理论，当阻抗为显电阻时，光伏电池的实际等效电路如图1右图。

图1光伏电池等效电路对应的I-V函数如下：　　（1）其中二极管结电流（A），IL－光伏电流（A），I0－偏移饱和电流（对于光伏单元而言，其数量级为10-4A），q-电子电荷（1.610-19C），K-玻耳兹曼常数（1.3810-23J/K），T-绝对温度（T=t+273K），A-二极管品质因子（当T=330K时，大约为2.800.152），Rs-串联电阻（为较低阻值，大于1），Rsh－并联电阻（为低阻值，数量级为K）[1]。2.2光伏电池输入的仅次于功率点当光伏阵列输入电压较为小时，随着电压的变化，输入电流变化较小，光伏阵列类似于为一个恒流源；当电压多达一定的临界值之后上升时，电流急剧下降，此时的光伏阵列类似于为一个恒压源[2]。

光伏阵列的输出功率则随着输入电压的增高有一个输出功率仅次于点。仅次于功率跟踪器的起到是在温度和辐射强度都变化的环境里，通过转变光伏阵列所带的等效阻抗，调节光伏阵列的工作点，使光伏阵列工作在输出功率仅次于点。

图2光伏电池电压/电流曲线和电压/功率曲线3仅次于功率追踪控制算法目前，常用的仅次于功率追踪方法有恒定电压追踪法、扰动观察法和电导增量法。其中，电导增量法的追踪准确性最低，在环境较慢变化的情况下具备较好的追踪性能，因此被普遍使用。电导增量法是通过较为光伏电池阵列的瞬时导抗与导抗变化量的方法来已完成仅次于功率点的追踪。

超过仅次于功率点的条件，即当输入电导的变化量相等输入电导的负值时，光伏电池阵列工作于仅次于功率点。在辐射强度和温度变化时，光伏电池阵列的输入电压能稳定跟随环境的变化，且输入电压波动小[3]。电导增量法通过原作一些较小的变化阈值，使光伏电池阵列平稳在仅次于功率点的邻域内，而不是环绕着仅次于功率点前后波动。

当外界环境发生变化时，从一个稳态过渡到另外一个稳态时，电导增量法根据电流的变化就需要作出准确的辨别，而会像扰动仔细观察那样经常出现误将辨别。图3中的U（k）、I（k）是检测到的光伏电池阵列当前电压、电流值，U（k-1）、I（k-1）是上一周期的电压、电流取样值。

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