基于占空比模糊控制的光伏發電系統MPPT技術

2．2．3 模糊決策表
根據占空比擾動觀察法的原理，當前時刻的占空比調整步長△D(n)是由功率差△P和前一時刻的占空比調整步長△D(n-1)的變化量決定的。依據光伏陣列P-V特性曲線的分析，并考慮外界環境因素對光伏陣列輸出特性的影響，得到以下調整占空比步長△D(n-1)的原則：
1)如果輸出功率增加了，則繼續按原來步長方向調整，否則，向相反方向調整；
2)在最大功率點附近時，采用較小的調整步長，減少跟蹤時的功率損失；離最大功率點較遠時，采用較大的調整步長，以加快跟蹤速度。
3)當溫度和光照強度等外界因素突然變化使得光伏陣列的輸出功率發生較大變化時，系統能迅速地作出反應。
遵循上述原則，應用If A and B then C的模糊規則，模糊規則表如表1所示。

2．2．4 反糊方法
在模糊控制編輯器中，模糊推理采用成熟且容易成功實現的Mamdani推理法，“交”方法為min，“并”方法為max，推理方法為min，聚類方法為max，反模糊方法選擇具有較高精度的重心法，如圖3所示。

3 仿真分析
外界環境條件為：光照強度S=1 000 W／m2，環境溫度T=25℃。負載阻值R=50 Ω。量化因子：Ka=0．005，Ke=2．0。采用固定步長為0．001，仿真器設置為ode3，運行時間為1 s。得到功率P和占空比D變化波形如圖4所示。

從圖4(a)的輸出功率仿真波形可以得知：在Pm=157．3W，Dm=0．638，t=0．039 s左右，光伏陣列就工作在最大功率點，實現了最大功率點跟蹤，并且功率波形平衡光滑，幾乎沒有振蕩。仿真結果表明了模糊控制方法可以使光伏系統快速平穩地跟蹤到最大功率點。