一種改進(jìn)型太陽(yáng)陣最大功率點(diǎn)跟蹤方法

　　MPPT理論的實(shí)現(xiàn)

　　目前最大功率點(diǎn)控制方法很多，常用的有恒壓跟蹤法(CVT)、擾動(dòng)觀察法以及增量電導(dǎo)法(INC)。恒壓跟蹤法是一種建立在外界溫度恒定前提下近似最大功率跟蹤方法，鑒于此種控制方法的局限性，不適合用于星上太陽(yáng)陣控制;增量電導(dǎo)法是利用太陽(yáng)陣輸出端動(dòng)態(tài)電導(dǎo)值dI/dV，與此時(shí)靜態(tài)電導(dǎo)的負(fù)數(shù)-I/V相比較，控制太陽(yáng)陣輸出電壓方向的一種最大功率點(diǎn)控制法。當(dāng)傳感器精度有限時(shí)，滿足dI/dV=-I/V的概率有限，將不可避免產(chǎn)生誤差。

　　擾動(dòng)觀察法具有控制方式簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。常規(guī)擾動(dòng)觀察法是通過(guò)計(jì)算機(jī)周期性地采集太陽(yáng)陣輸出電壓和電流，計(jì)算出輸出功率，并和上一次輸出功率進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制DC/DC電路。經(jīng)過(guò)反復(fù)比較、控制，最終使得太陽(yáng)陣工作在最大功率點(diǎn)附近。太陽(yáng)陣在最大功率點(diǎn)振蕩的幅度取決于系統(tǒng)的采樣周期和執(zhí)行時(shí)間。過(guò)大的采樣周期雖然可以提高跟蹤速度，但跟蹤過(guò)程中有可能會(huì)跨越最大功率點(diǎn)，最終會(huì)在最大功率點(diǎn)處振蕩，造成平均輸出功率大大低于最大功率，甚至無(wú)法跟蹤到最大功率點(diǎn)。過(guò)小的采樣周期，會(huì)對(duì)硬件電路提出更高的要求，不利于元器件的選取和增加系統(tǒng)的研制成本，而且，從系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性角度考慮，如果某一時(shí)刻太陽(yáng)陣的實(shí)際功率點(diǎn)偏離最大功率點(diǎn)過(guò)遠(yuǎn)，過(guò)小的采樣周期將需要花費(fèi)更多的時(shí)間才能跟蹤到位。所以常規(guī)擾動(dòng)觀察法首先面臨著跟蹤步長(zhǎng)選取難的問(wèn)題。

　　此外，當(dāng)外部環(huán)境快速變化時(shí)，常規(guī)擾動(dòng)觀察法不能快速跟蹤，很容易造成誤判現(xiàn)象。例如，當(dāng)太陽(yáng)陣已經(jīng)工作在最大功率附近，假設(shè)此時(shí)對(duì)應(yīng)的占空比為Da，對(duì)應(yīng)輸出功率為Pa(圖2)，當(dāng)占空比擾動(dòng)方向向右移動(dòng)時(shí)，若日照強(qiáng)度沒(méi)有發(fā)生變化，則太陽(yáng)陣輸出功率Pb>Pa，占空比擾動(dòng)方向正確。但倘若光照強(qiáng)度突然降低時(shí)，則對(duì)應(yīng)Vb的輸出功率Pb`

　　所以，根據(jù)現(xiàn)有理論和上述常規(guī)擾動(dòng)觀察法存在的缺點(diǎn)，本文提出一種鑒于三點(diǎn)比較理論的變步長(zhǎng)控制方法，通過(guò)對(duì)DC/DC占空比的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)陣最大功率點(diǎn)的快速跟蹤、定位。