一種改進(jìn)型太陽陣最大功率點(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陣控制;增量電導(dǎo)法是利用太陽陣輸出端動態(tài)電導(dǎo)值dI/dV，與此時靜態(tài)電導(dǎo)的負(fù)數(shù)-I/V相比較，控制太陽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，滿足dI/dV=-I/V的概率有限，將不可避免產(chǎn)生誤差。

　　擾動觀察法具有控制方式簡單的優(yōu)點(diǎn)。常規(guī)擾動觀察法是通過計算機(jī)周期性地采集太陽陣輸出電壓和電流，計算出輸出功率，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)過反復(fù)比較、控制，最終使得太陽陣工作在最大功率點(diǎn)附近。太陽陣在最大功率點(diǎn)振蕩的幅度取決于系統(tǒng)的采樣周期和執(zhí)行時間。過大的采樣周期雖然可以提高跟蹤速度，但跟蹤過程中有可能會跨越最大功率點(diǎn)，最終會在最大功率點(diǎn)處振蕩，造成平均輸出功率大大低于最大功率，甚至無法跟蹤到最大功率點(diǎn)。過小的采樣周期，會對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)的動態(tài)響應(yīng)性角度考慮，如果某一時刻太陽陣的實(shí)際功率點(diǎn)偏離最大功率點(diǎn)過遠(yuǎn)，過小的采樣周期將需要花費(fèi)更多的時間才能跟蹤到位。所以常規(guī)擾動觀察法首先面臨著跟蹤步長選取難的問題。

　　此外，當(dāng)外部環(huán)境快速變化時，常規(guī)擾動觀察法不能快速跟蹤，很容易造成誤判現(xiàn)象。例如，當(dāng)太陽陣已經(jīng)工作在最大功率附近，假設(shè)此時對應(yīng)的占空比為Da，對應(yīng)輸出功率為Pa(圖2)，當(dāng)占空比擾動方向向右移動時，若日照強(qiáng)度沒有發(fā)生變化，則太陽陣輸出功率Pb>Pa，占空比擾動方向正確。但倘若光照強(qiáng)度突然降低時，則對應(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)比較理論的變步長控制方法，通過對DC/DC占空比的控制，實(shí)現(xiàn)對太陽陣最大功率點(diǎn)的快速跟蹤、定位。