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基于DSP的光伏电池最大功率点跟踪系统

导读: 为了解决太阳能电池阵列的光电转换效率太低的问题,一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,进行最大功率点跟踪(MPPT),使之始终工作在最大功率点附近。目前,光伏系统的最大功率点跟踪问题已成为学术界研究的热点。

  0 引言

  随着经济全球化进程的不断加速和工业经济的迅猛发展,能源问题已成为人类需要迫切解决的问题,大力发展新的可替代能源已成为当务之急。太阳能是一种取之不尽用之不竭的绿色能源,太阳能发电具有充分的清洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性和充足性、长寿性及维护性等其它常规能源所不具备的优点。光伏发电虽然具有以上的优势,但是实际应用中还存在很多的问题。光伏发电的主要缺点之一是太阳能电池阵列的光电转换效率太低。为了解决该问题,一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,进行最大功率点跟踪(MPPT),使之始终工作在最大功率点附近。目前,光伏系统的最大功率点跟踪问题已成为学术界研究的热点。

  高性能的数字信号处理芯片(DSP)的出现,使得一些先进的控制策略应用于光伏发电控制系统成为可能。本论文就是在此背景下,采用TI公司生产的TMS320F2812进行控制,开展了太阳能发电系统的理论和试验研究,具有重要的现实意义。

  1 光伏电池的特性

  太阳能电池的输出特性是非线性的,它受到光照强度、环境温度等因素的影响。太阳能电池的等效电路如图1所示,图2是光伏电池在不同温度下的I-V、P-V特性,图3为光伏电池在不同日照强度下的I-V、P-V特性。

  从图2可以看出,太阳能电池开路电压V0。主要受电池温度的影响;从图3可以看出,太阳能电池短路电流Is。主要受日照强度的影响,而且在一定的温度和光照强度下,太阳能电池具有唯一的最大功率输出点。由于实际应用中不能保证其总是工作在最大功率点上,所以在应用中要用到MPPT装置,以保证太阳能电池的输出功率在最大功率点的附近。

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