基于占空比模糊控制的光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT技術

作者：時間：2014-01-23 來源：網絡

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2．2 算法實現(xiàn)
2．2．1 確定輸入和輸出變量的模糊子集及論域
將語言變量分別定義為8個和6個模糊子集，即△p={NB，NM，NS，NO，PO，PS，PM，PB}；△d={NB，NM，NS，PS，PM，PB}。其中：NB，NM，NS，NO，PO，PS，PM，PB分別表示負大，負中，負小，負零，正零，正小，正中，正大等模糊概念。并將論域規(guī)定為13個等級，即：△p={-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6}；△d={-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6}。
2．2．2 確定隸屬函數(shù)
選擇常用的三角形隸屬函數(shù)，占空比調整步長△d和功率差△p的隸屬度函數(shù)分別如圖2所示。

2．2．3 模糊決策表
根據(jù)占空比擾動觀察法的原理，當前時刻的占空比調整步長△D(n)是由功率差△P和前一時刻的占空比調整步長△D(n-1)的變化量決定的。依據(jù)光伏陣列P-V特性曲線的分析，并考慮外界環(huán)境因素對光伏陣列輸出特性的影響，得到以下調整占空比步長△D(n-1)的原則：
1)如果輸出功率增加了，則繼續(xù)按原來步長方向調整，否則，向相反方向調整；
2)在最大功率點附近時，采用較小的調整步長，減少跟蹤時的功率損失；離最大功率點較遠時，采用較大的調整步長，以加快跟蹤速度。
3)當溫度和光照強度等外界因素突然變化使得光伏陣列的輸出功率發(fā)生較大變化時，系統(tǒng)能迅速地作出反應。
遵循上述原則，應用If A and B then C的模糊規(guī)則，模糊規(guī)則表如表1所示。

2．2．4 反糊方法
在模糊控制編輯器中，模糊推理采用成熟且容易成功實現(xiàn)的Mamdani推理法，“交”方法為min，“并”方法為max，推理方法為min，聚類方法為max，反模糊方法選擇具有較高精度的重心法，如圖3所示。

3 仿真分析
外界環(huán)境條件為：光照強度S=1 000 W／m2，環(huán)境溫度T=25℃。負載阻值R=50 Ω。量化因子：Ka=0．005，Ke=2．0。采用固定步長為0．001，仿真器設置為ode3，運行時間為1 s。得到功率P和占空比D變化波形如圖4所示。

從圖4(a)的輸出功率仿真波形可以得知：在Pm=157．3W，Dm=0．638，t=0．039 s左右，光伏陣列就工作在最大功率點，實現(xiàn)了最大功率點跟蹤，并且功率波形平衡光滑，幾乎沒有振蕩。仿真結果表明了模糊控制方法可以使光伏系統(tǒng)快速平穩(wěn)地跟蹤到最大功率點。