光伏发电系统控制器中的电导增量控制方法

电导增量法也是常用的一种MPPT控制方法，是对扰动观察法的改进。其控制思想与扰动观察法类似，也是利用dP/dV的方向进行最大功率点跟踪控制，只是太阳能电池工作在最大功率点时控制有所不同。由最大功率点处的太阳能电池特性dP/dV，可推导公式:

即：

  则可以由

来实现最大功率点的跟踪。

当 ，

增加阵列的参考工作电压V_ref；

当 ，

减小阵列的参考工作电压V_ref；

当 ，

阵列的参考工作电压V_ref不变。

上式即为要达到最大功率点的条件，即当输出电导的变化率等于输出电导的负值时，阵列工作于最大功率点。这种跟踪方法的优点是当环境条件发生变化时，能够快速跟踪其变化，并且太阳能电池阵列电压摆动较扰动观察法小；缺点是算法较复杂，并且在用数字方法实现时，对最大功率点的判断容易出现误差。其常用的算法程序流程图如图1所示。

  电导增量法的原理是在最大功率点处，有d p/dV=0，即满足dI/dI=-I/V。理论上它比扰动观察法好，能适应日照强度快速变化，但由于传感器的精度等因素，电导增量法往往难以实现。电导增量法实质是在CVT的基础上，实时的改变太阳能电池的工作点电压，使得工作点电压始终等于最大功率点处的电压，从而实现最大功率点跟踪。它的内环就是CVT。电导增量法控制框图如图2所示。

  现在对MPPT方式的研究集中在简单、高稳定性的控制算法实现上，如最优梯度法、模糊逻辑控制法等、神经元网络控制法一等，也都取得了较显著的跟踪控制效果。光伏发电系统用的最大功率点跟踪方法的工作步骤是：

步骤1：用微处理器作为该最大功率点跟踪控制器，检测太阳能电池太阳能电池阵列的输出电压V_n，电流I_n。

步骤2：微处理器判断当前输出电压V_n和上一控制周期的输出电压采样值V_b之差ΔV：若：ΔV＝0，则：判断当前输出电流I_n和上一控制周期的输出电流采样值I_b之差dI；若：ΔV≠0，则：判断ΔI/ΔV是否等于-I/V。

步骤3：根据步骤2的判断结果：若：ΔI＝0，则：V_b＝V_n，I_b＝I_n；若：ΔI/ΔV＝-I/V，则：V_b＝V_n，I_b＝I_n。

步骤4：根据步骤3的判断结果：若：ΔI≠0，则：判断ΔI＞0否；若：ΔI/ΔV≠-I/V，则：判断ΔI/ΔV＞-I/V否。

步骤5：根据步骤4的判断结果：若：ΔI＞0，则：微处理器控制方波发生电路和与该电路串接的脉宽调制脉冲形成电路，产生脉宽调制脉冲去减小连接在太阳能电池太阳能电池阵列输出端的BUCK电路的占空比，并使V_b＝V_n，I_b＝I_n。

若：ΔI/ΔV＞-I/V，则：微处理器按所述步骤5的方法减小占空比，并使V_b＝V_n，I_b＝I_n。

若：ΔI＜0，则：微处理器按所述步骤5的方法增大占空比，并使V_b＝V_n，I_b＝I_n；若：ΔI/ΔV＜-I/V，则：微处理器按所述步骤5的方法增大占空比，并使V_b＝V_n，I_b＝I_n。