- 頭條可在恒壓和最大功率點跟蹤模式上工作的戶用離網型太陽能控制器2020-11-26 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語當太陽能控制器工作在恒壓模式時，采用變結構滑模控制策略，無論太陽輻照度發生變化還是負載發生變化，太陽能控制器的輸出電壓都能穩定地保持在42V，系統具有良好的魯棒性，從而能夠很好地保護蓄電池，延長其使用壽命。
隨著社會經濟的發展，能源危機與生態環境問題日趨嚴重，大力發展可再生能源已經成為當今世界的必然趨勢。太陽能作為取之不盡、清潔干凈的資源，已成為世界各國研究開發的熱點。光伏發電具有技術成熟、產業化程度高的特點，受到世界各國的高度關注和重視。
光伏發電系統主要分為并網光伏發電系統和離網光伏發電系統，而離網光伏發電系統分為戶用型和非戶用型。戶用離網型光伏發電系統非常適合為我國西藏等偏遠地區居民提供日常所需用電。隨著戶用離網型光伏發電技術的發展，太陽能控制器得到廣泛應用。
太陽能控制器是光伏供電系統的核心控制部分，為提高光伏系統的整體發電效率，就需要進行最大功率點跟蹤（MPPT）。在太陽輻照度發生劇烈變化時，傳統電導增量法具有較好的跟蹤速度，但在穩態時輸出功率波動較大，不利于穩定供電；數字PID控制法在太陽輻照度變化不大的情況下，具有較好的跟蹤精度，但在太陽輻照度發生劇烈變化時，跟蹤響應速度較慢，在跟蹤最大功率點的過程中，造成較大的功率損失。
因此，需要提出能夠結合前兩種控制法的優點、具有較快的跟蹤速度和較高的穩態跟蹤精度，并且能夠適應復雜多變工作環境的MPPT控制算法。
針對以上問題，四川大學電氣信息學院的研究人員陳浩、張代潤，設計了工作在恒壓模式和最大功率點跟蹤模式的戶用離網型太陽能控制器。他們在傳統電導增量法的基礎上，提出了一種改進的最大功率點跟蹤控制算法，并設計了基于Buck電路的變結構滑模控制器。
圖1 系統結構圖
通過仿真驗證，該太陽能控制器在太陽輻照度發生劇烈變化時仍能快速、準確地跟蹤最大功率點，解決了傳統電導增量法的振蕩問題以及PID控制算法跟蹤速度慢的問題。
圖9 改進的MPPT算法流程圖
研究結果指出，當太陽能控制器工作在恒壓模式時，采用變結構滑模控制策略，無論太陽輻照度發生變化還是負載發生變化，太陽能控制器的輸出電壓都能穩定地保持在42V，系統具有良好的魯棒性，從而能夠很好地保護蓄電池，延長其使用壽命。
目前，該成果已經發表在2019年第9期《電氣技術》雜志上，論文標題為“基于恒壓/最大功率點跟蹤的戶用離網型太陽能控制器仿真研究”。
