基于双阀值区间扰动观察法与带预测模型模糊PID控制法的光伏MPPT控制仿真模型

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简介：

基于分段变步长的光伏ＭＰＰＴ控制模型

将光伏电池 输出特性划分为区间内（最大功率点附近）和区间外（远离最大功率点）。在区间外采用固定大步长扰动观察法追踪，确保快速追踪到MPP点附近区域；在区间内以带预测模型的模糊PID控制法进行追踪，对MPP点稳定性进行优化。根据恒定电压法 原理可知，最大功率点与开路电压存在近似线性关系：?

K的理论值在0.75~0.9。本文设置最大功率点在电压(Umin, Umax)区间内取得，令Umin=0.75Uoc, Umax=0.9Uoc

，如图所示为分段变步长MPPT控制法。

分段变步长MPPT控制的分段区间为：

①U<Umin ：固定较大步长扰动观察法；

②Umin ≤U ≤Umax： 带预测模型的模糊PID控制；

③ U>Umax：固定较大步长扰动观察法。

利用选择控制开关switch模块对分段区域的电压进行判定，实现两种方法切换， 具体控制过程与单一控制方法一致。

扰动观察法控制框图

带预测模型的模糊PID控制框图

在线滚动优化模型参数，将预测模型的输出值与实际 输入值比较的偏差和偏差变化率输入到模糊PID控制器，构成了带预测模型的模糊 PID控制，来预测系统未来的输出。

仿真模型

此模型设置光照强度由800-1000-1200，在1000光照强度下的额定输出为10kW。仿真时长为0.1s，光伏输出如下图所示：

分段变步长MPPT控制，无论在稳定或变化 环境下，都能根据系统所处状态进行准确判定，而且加入了预测控制模块，在线滚 动优化模型参数，使控制的稳态精度也有了很好地保证，提高了控制品质。仿真结果表明：该方法跟踪到MPP点所用时间最短，功率振荡和超调量不明显，相对误差 小，达到了跟踪速度快，稳态精度高的预期效果。?

该模型同样包含文章的数据仿真，效果与文章一致。

本文参考文献（如有不妥，请联系删除）：

基于分段变步长ＭＰＰＴ的离网光伏发电系统研究——孔洪洪