基于模糊控制的光伏发电

MPPT 控制技

术

　

  随着全球经济的发展，能源问题日益尖锐，越来越多的国家开始关注能源利

用及转换效率的问题。光伏发电具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点，
因而越来越受关注。但是由于光伏系统本身非线性和光电池制造工艺复杂的特点
导致其转换效率一般为

14％～15％。为了让太阳能电池阵列在同样日照、温度的

条件下输出更多的电能，提出了最大功率点跟踪（

MPPT）问题。

　　

MPPT 本质上是一个寻优过程。通过测量电压、电流和功率，以及比较它们

之间的变化关系，决定当前工作点与峰值点的位置关系，然后控制电流（或电
压）向当前工作点与峰值功率点移动，最后控制电流（或电压）在峰值功率点
附近一定范围内来回摆动。模糊控制适应性强，鲁棒性好，作为一种新的控制思
想，非常适合用在对于太阳能光伏发电这种包含许多不确定量，而且很难用精
确的数学模型描述出来的系统。
　　

1 光伏电池特性

　　目前光伏系统中使用的太阳能电池多为硅太阳电池，参考文献给出了其输
出电压、电流的关系方程：

　　光伏
电池阵列
输出具有
明显的非
线性特征，
图

1 所示

为光伏电
池的输出
功率

-电压（P-U）曲线。由图 1 可见，光伏电池输出功率受光照强度 S 及电池温

度的影响较大。当光照强度增加时，电池开路输出电压变化不大，短路电流明显
增加，最大输出功率增加；当温度增加时，电池开路输出电压下降，短路电流
略有增加，最大输出功率减小。在一定的光照强度和电池温度下，光伏电池在某
点输出电压上，可使其输出功率达到最大值，这点就是光伏电池的最大功率点
（对应

P-U 曲线的最高点）。

　　

2 光

伏发电系
统结构组
成与功能
实现
　　光伏
发电系统
主要由
DC-