110|电子制作2023年1月实验研究0引言由能源使用而带来的环境污染问题日益严重，寻找新能源已经迫在眉睫。其中，太阳能以清洁，丰富获得人们的青睐。但是，太阳能发电容易受到光照、温度、负载等外界条件的影响，且转化效率较低[1]。所以提高光伏电池的输出功率，就可以在一定程度上优化光伏系统，增大经济效益[2]。现在比较常用的算法有开路电压法和短路电流法[3]，该算法实现简单，跟踪速度也很快。但是该算法只能在特定的外界条件下使用，一旦环境出现变化该算法就会出现误判，造成能源的浪费；扰动观察法[4]是通过调整输出电压然后比较输出功率来调整占空比的，控制方法相对简单，但是稳定性较差；电导增量法[5]是通过计算光伏电池输出功率对电压求导的值来调整系统的输出电压，容易发生误判。另外还有模糊控制[6]、变步长电导增量法[7]等新型的方法。这些方法在跟踪速度和精度上都有很大的改进，但是大部分需要将光伏电池的输出电压和电流作为反馈量，而且控制方法较为复杂，使得一些算法的实用性较低。为了使系统和算法更加简单，跟踪速度和精度更加完美。本文从减少反馈量入手，提出了一种基于动态阻抗匹配的单传感器的简单MPPT算法，最后在MATLAB/Simulink仿真平台上验证了其可行性。1光伏电池等效模型光伏电池是由半导体构成的，可以吸收太阳能然后转化为电能[8]。可以用一个电流源和一个二极管的并联[9]来等效它的数学模型。其数学模型如图1所示。InhRsRshDIDIshIpv+-Vpv图1光伏电池等效模型光伏电池的输出方程为：pvnhDshIIII=−−(1)exp*1pvpvsDojUIRIIqAKT■■+■■=−■■■■■■■■■■(2)式中：Ipv是对外输出电流；Io是二极管D的反向饱和电流；q是电子的电荷；K是波尔兹曼常数；A是D的理想因子；Tj是光伏电池的结温；Upv是对外输出电压[10]。对图1的模型在一定的光照条件下进行SIMULINK仿真，得到图2所示的光伏电池输出U-P曲线。01020304050020406080100P/WU/V图2U-P曲线由图2可以看出光伏电池的输出功率有一个最大点。所以找到这个最大点便可以提高光伏系统的输出功率。2基于动态阻抗匹配的单传感器MPPT算法■2.1单传感器MPPT的算法原理根据戴维南定理，用一个电压源E与一个内阻r的串联来等效光伏阵列，当且仅当等效输入负载R等于内阻r时[2]，电路输出最大功率达到最大。由于内阻r是非线性的，将其定义为/rPVrdUdI=，Ur是内阻r上的电压。光伏电池的输出电压PVrUEU=−，从而可以推出/PVPVrdUdI=−。本文采用典型的BOOST电路来进行...
