一種改進型太陽陣最大功率點跟蹤方法

　　MPPT理論的實現(xiàn)

　　目前最大功率點控制方法很多，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;增量電導法是利用太陽陣輸出端動態(tài)電導值dI/dV，與此時靜態(tài)電導的負數(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控制法。當傳感器精度有限時，滿足dI/dV=-I/V的概率有限，將不可避免產生誤差。

　　擾動觀察法具有控制方式簡單的優(yōu)點。常規(guī)擾動觀察法是通過計算機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行比較，根據(jù)比較結果控制DC/DC電路。經過反復比較、控制，最終使得太陽陣工作在最大功率點附近。太陽陣在最大功率點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，最終會在最大功率點處振蕩，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。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)響應性角度考慮，如果某一時刻太陽陣的實際功率點偏離最大功率點過遠，過小的采樣周期將需要花費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，當太陽陣已經工作在最大功率附近，假設此時對應的占空比為Da，對應輸出功率為Pa(圖2)，當占空比擾動方向向右移動時，若日照強度沒有發(fā)生變化，則太陽陣輸出功率Pb>Pa，占空比擾動方向正確。但倘若光照強度突然降低時，則對應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，本文提出一種鑒于三點比較理論的變步長控制方法，通過對DC/DC占空比的控制，實現(xiàn)對太陽陣最大功率點的快速跟蹤、定位。