文档介绍：光伏发电系统 MPPT 控制算法研究

重庆大学硕士学位论文
（学术学位）

学生姓名：陈坤
指导教师：凌睿副教授
专业：控制科学与工程
学科门类：工学

重庆大学自动化学院
二〇一三年四月
Control Methods for Maximum Power Point
Tracking of Photovoltaic System

A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master’s Degree of Engineering
By
Chen Kun

Supervised by As. Prof. Ling Rui
Specialty：Control Science and Engineering

College of Automation of Chongqing University，
Chongqing，China.
April 2013
重庆大学硕士学位论文中文摘要

摘要

随着世界经济的快速发展，传统能源逐渐枯竭，环境污染日益严重，新能源
成为 21 世纪世界经济发展中最具决定力的因素之一。其中太阳能因其储量巨大，
洁净无噪等优点倍受青睐，因此太阳能不仅成为当今能源的一个重要补充，更是
具备成为未来主要能源来源的潜力。最大功率点的跟踪控制是光伏发电的核心技
术，它的研究对提高系统的工作效率、降低运营成本具有非常重要的理论研究意
义和实际价值。
近年来，国内外学者对光伏系统的最大功率点跟踪进行了大量的研究，并取
得了许多成果，但是仍存在很大改进空间。许多控制方法虽然能成功跟踪最大功
率点，但是在跟踪的速度、精度等方面效果不甚理想，而且一些控制方法因算法
复杂也难以在实际系统中实现。
本文以光伏发电系统为平台对最大功率点跟踪（MPPT）的控制算法进行研究，
主要工作如下：
首先，介绍了光伏发电的国内外发展现状，分析了光伏电池的工作原理，并
对光伏电池的输出特性进行了仿真验证；其次，对 4 种 DC-DC 变换器即 Buck 变
换器、Boost 变换器、Buck-Boost 变换器、Cuk 变换器的工作原理进行了详细介绍，
分析比较了各种变换器的特点，在充分考虑不同 DC-DC 变换器拓扑特点的基础上，
选用了 Boost 变换器作为 MPPT 的主电路；最后，针对光伏发电系统最大功率点
跟踪（MPPT）控制的问题，通过对目前几种常用的 MPPT 控制方法的对比分析，
提出了一种改进的变步长电导增量法，对步长改变的触发条件进行了改进。对提
出的变步长电导增量法进行了仿真，仿真结果表明在光照强度发生大幅度