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光伏发电系统中光伏电池最大功率点跟踪技术的研究与改进
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光伏发电系统中光伏电池的输出特性具有唯一的最大功率点（MPP），需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪（MPPT）。文中分析了几种常见的最大功率点跟踪控制方法，对比分析了它们的优缺点。针对MPPT控制方法中存在的启动特性较差、跟踪过程不稳定、精度不高等特点，采用一种改进爬山法，该法以恒定电压法作为启动特性及采用变步长进行跟踪控制，并利用Matlab/Simulink搭建了改进爬山法的MPPT控制模型，仿真结果验证该方法的有效性。
1光伏电池模型及输出特性
1.1光伏电池的数学模型
在光照强度和环境温度一定时，光伏电池既非恒压源，也非恒流源，也不可能为负载提供任意大的功率，是一种非线性直流电源。其等效电路如图1所示。图1中，UJ为PN结电压，Id为光伏电池在无光照时的饱和电流，Id=Io{EU+IRS）nKT-1}。一个理想的太阳能电池，由于串联电阻RS很小，旁路电阻Rsh很大，所以在进行理想电路的计算时，它们均可忽略不计。由图1的太阳能光伏电池等效电路得出：I=Iph-I0［eq（U+IRS）nKT-1］-U+IRRssh（1）式中，I为光伏电池输出电流;I0为PN结的反向饱和电流;Iph为光生电流;U为光伏电池输出电压;q为电子电荷，q=1.6伊10-19C;k为波尔兹曼常数，k=1.38伊10-23J/K;T为热力学温度;n为N结的曲线常数;Rs，Rsh为光伏电池的自身固有电阻。
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