基于MPPT的太阳能光伏电池simulink性能仿真,对比扰动观察法,增量电导法,恒定电压法

1.课题概述

         在simulink中，实现基于MPPT的太阳能光伏电池，对比对比扰动观察法,增量电导法,恒定电压法三种MPPT方法。

2.系统仿真结果

局部放大可以看到三个算法的对比结果如下：

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

4.系统原理简介

        太阳能光伏（PV）系统是一种将太阳能转换为电能的装置。为了提高光伏系统的效率，最大功率点跟踪（MPPT）技术被广泛应用。MPPT技术通过实时调整光伏系统的工作点，使其始终工作在最大功率点（MPP）附近，从而最大化光伏系统的输出功率。三种常用的MPPT方法：扰动观察法（P&O）、增量电导法（Incremental Conductance）和恒定电压法（Constant Voltage），

        在光伏系统中，最大功率点是指在给定环境条件下，光伏电池能够输出的最大功率对应的电压和电流值。MPPT技术的目标就是找到这个工作点并控制光伏系统在此工作。光伏电池的功率-电压（P-V）曲线通常呈现出一个单峰形状，最大功率点位于该曲线的峰值处。因此，MPPT算法需要能够检测并跟踪这个峰值点。

4.1 扰动观察法 (Perturb and Observe Method)

        扰动观察法是一种简单且广泛使用的MPPT算法，其基本思想是对光伏阵列的工作点进行微小扰动（通常是改变逆变器的输出电压或电流），然后观察功率变化以确定下一步操作的方向。如果功率增加，则继续沿同一方向扰动；若功率减小，则反向扰动。

4.2 增量电导法 (Incremental Conductance Method)

       增量电导法是基于光伏电池的瞬时电导率与其输出功率的关系。当接近最大功率点时，电池的电导增量近似为零。通过对电池的电导和电导增量进行实时计算，不断调整电压使得电导增量趋近于零。

4.3 恒定电压法 (Constant Voltage Method)

       恒定电压法是最简单的MPPT策略，它假设光伏电池在某一特定电压下具有最大的功率输出。实际应用中，通常选取开路电压的一半作为初始追踪电压，因为大多数光伏电池在短路点和开路点之间会有一个最大功率点。

       该方法不涉及复杂的调节过程，只需将逆变器的输出电压设定为一个固定的值 Vmppapprox​，这个值通常是通过光伏电池的IV特性曲线预先获得的。然而，这种方法的有效性受限于环境条件的变化，当光照强度或温度变化时，最大功率点对应的电压会发生变化，此时恒定电压法就不再适用。